插入式混合动力电动汽车电池管理系统设计与试验论述.pdfVIP

　 　 收稿日期 ：２０１３‐０３‐２２ ；修回日期 ：２０１３‐０７‐１４ 　 　 基金项目 ：国家 “八 六 三 ” 计 划 资 助 （２０１１AA１１A２１８ ） ；国 家 军 品 配 套 科 研 项 目 （ JPPT‐１１５‐５‐１８０５ ） ；广 东 省 重 大 科 技 专 项 （００１９１３５０１３６６５５０１８） ；浙江省公益技术应用研究项目（２０１１C３１SA３０００３８） 　 　 作者简介 ：符兴锋（１９７７ — ） ，男 ，工程师 ，博士 ，主要研究方向为节能与新能源汽车电池系统开发与设计 、整车高压安全系统开发 ；fuxing‐ feng＠ gaei ．cn 。 ·设计计算 · 插入式混合动力电动汽车电池管理系统 设计与试验研究 符兴锋１ ，周斯加２ ，赵小坤１ ，翟艳霞１ （１ ．广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 ，广东 广州 　 ５１０６４０ ；２ ．温州大学 ，浙江 温州 　 ３２５０３５） 　 　摘要 ：针对某款插入式混合动力电动汽车（PHEV）的电池管理系统进行了分析和研究 ，设计了适合 PHEV 的 车用电池管理系统 ，对 SOC动态估算 、信号的处理方式 、BMS的充电唤醒和退出流程以及继电器的辅助触点检测 进行了研究 ，并进行了试验室和实车试验验证 。试验结果表明 ，设计的 PHEV 电池管理系统 SOC动态估算准确 ， 绝缘状态检测可靠 ，充电启动和退出流程合理 ，满足车用设计要求 ，并且具有良好的抗干扰性 。 　 　关键词 ：插入式混合动力电动汽车 ；电池管理系统 ；软件开发 DOI ：１０ ．３９６９／j ．issn ．１００１‐２２２２ ．２０１３ ．０５ ．００１ 中图分类号 ：U４６３ ．６３３ 　 　文献标志码 ：B 　 　文章编号 ：１００１‐２２２２（２０１３）０５‐０００１‐０７ 　 　动力电池是节能与新能源汽车重要的动力源 ， 对于整车动力性 、经济性和安全性有着重大的影 响［１］ 。动力电池管理系统 （BMS）是用来对电池组 进行安全监控和有效管理的装置 ，可以有效保护动 力电池 ，避免动力电池的过充电和过放电 ，提高动力 电池使用的安全性并延长使用寿命 。在现阶段还没 有办法完全保证动力电池一致性的前提下 ，BMS 对 于延长动力电池的使用寿命起到了至关重要的 作用 。 动力电池是插入式混合动力电动汽车（PHEV ） 的第二动力源 ，在车辆的行驶过程 ，动力电池处于频 繁的充放电过程 ，动力电池的电流和电压常常发生 较大的变化 。相比纯电动汽车 ，PHEV 对动力电池 的要求更加严格 ，同时对 BMS 也提出了更高的 要求 。 1 　 PHEV动力电池箱的设计要求 PHEV是带有外接充电接口的 HEV 车辆 。按 照 ２０１２年发布的国务院关于印发枟节能与新能源汽 车产业发展规划（２０１２年 — ２０２０年）的通知枠的要求 和枟私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理办 法暂行规定枠的要求［２‐３］ ，到 ２０１５ 年 ，带有外接充电 接口的 PHEV 车辆在纯电动模式下综合工况续驶 里程不能低于 ５０ km ，动力电池使用寿命大于 ２０万 km或 １０年以上 。这就要求 PHEV 的动力电 池不仅要满足车辆行驶的高功率要求 ，还需要满足 纯电动行驶里程的能量 、使用寿命和成本的要求 。 同时 BMS还需要设计足够的保护措施保护充电过 程中的人员安全 。 本研究的对象是在国内某款 B 级原型乘用车 的基础上改制成的 PHEV 。该款 PHEV 用小排量 的发动机取代原型车的大排量发动机 ，在发动机和 变速器之间增加了集成起动机 ，后轴增加了驱动电 机和差减总成 ，可以满足车辆纯电动行驶时的最高 车速和最小行驶里程要求 。 由于车型空间所限 ，动力电池箱采用多箱体布 置结构 ，不同箱体之间采用高压接插件和高压线缆 连接 ，每个电池箱体上都设计有手动维修开关 （MSD）以保障动力电池箱的运输 、安装和维修安 全 。 PHEV 动力电池箱的基本原理见图 １ 。 在该款动力电池箱的设计中 ，与车身线束连接 的低压接插件都设计在动力电池箱 １ 中 ，与整车控 制器（HCU ）通信的 BMS主板也设计安装在动力电 池箱 １中 ，两块从板负责动力电池箱 １ 的动力电池 组 。动力电池箱 ２中的动力电池组信号由安装在箱 体内的另外两块从板采集 ，并通过内 CAN 发送到 第 ５期（总第 ２０８期） ２０１３年 １０月 车 　用 　发 　动 　机 VEHICLE ENGINE No ．５（Serial No ．２０８） Oct ．２０１３ BMS处理 。接插件 １ 和接插件 ２ 连接高压用电负 载 ，接插件 ３连接充电回路 ，动力电池箱 １和动力电 池箱 ２通过接插件 ４和接插