电动汽车电池监管体系研究

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1、电动汽车电池监管体系研究1绪论1.1课题的背景和意义截止到上年末，我国现有机动车1.2亿多辆，成为是世界上汽车市场最活跃的地区，同时也成为除美国以外，最大的能源消耗国，据有关部门统汁，到2030年，我国80%以上的石油需要进口，能源安全和环境保护已经成为我国人民和政府不得不面对和重视的问题。随着我国汽车保有量的迅速增加，其耗油量巳超过全国成品油总量的60%。汽车的尾气排放已经成为城市大气污染的罪魁祸首，例如，今年造成我国中东部地区频繁的发生雾霾天气的悬浮颗粒主要就来自汽车尾气。另外石油是不可再生资源，目前，全球已探明的石油储量为12000.7亿桶，按目前的开采速度只够40

2、.6年。即使有新的石油资源被发现，但是随着石油消耗量的不断增加，总有一天会枯竭的⑴。为了应对当前的能源危机，大力发展新能源汽车成为国际社会的共识，电动汽车也成为未来汽车行业发展的必然趋势。电动汽车是一种从车载电源获得电力，用电动机驱动的车辆。它的突出优势在于对环境的污染小，可以不依赖石油资源。电动汽车的电源（蓄电池、燃料电池、超级电容等）本身不排放有害气体；给蓄电池充电的所用的电力可以来自不对大气造成的能源，如水能、核能、太阳能、风能等即使是用煤发电，其有害气体排放也比内燃机少的多，且屯）的煤燃烧是固定集中放，燃烧过程易控制，有害物质较易清除。电动汽车可以利用晚上富足的电

3、能对其充电，减少浪费；而且电动汽车的能量回馈系统，还可将多余的动能转化为电能。1.2电池管理系统的研究现状整车控制、电机以及BMS是决定电动汽车行业发展的关键，然而随着整车控制技术的完善和成熟以及电机的微型化和智能化，动力电池及其管理系统已经逐渐成为电动汽车普及和其行业发展的技术和成本上最大的瓶颈。我国对新能源电动汽车给予了大力的扶持，各大高校和电池相关的企业承担了车用动力电池系统的相关研究课题，并取得了可喜的成绩，使得国内电池管理单元的技术也得到了长足的进步和发展，与国外的水平也比较接近。从八五规划到现在，新能源汽车的研究始终是我国的国家计划项目，并且于2001年，启动

4、电动汽车重大科技专项和三横三纵研发战略布局；2008年北京奥运会期间使用的纯电动客车零故障以及年底在我国十三个城市幵展的十城千辆的新能源汽车项目；上海世博会期间也有上千辆电动汽车投入使用。2锂离子电池的充电方法研究2.1锂离子电池概述电动汽车对动力电源的要求是：安全性高，高的比能量，高的比功率，温度适应性好，工作电压平稳，循环使用寿命长，安装、维护性强，综合成本低等。目前常用的电动汽车车用储能装置有铅酸电池、镇氢电池、锂离子电池、键锌电池、锌空气电池、钠硫电池、电化学超级电容器等。纯电动汽车对电源系统最重要的要求是高比能量，而锂离子电池是目前已知的，技术成熟的电池类型中，

5、比能量最高的电池，同时它还具有工作电压高，自放电低，充放电效率高，循环使用寿命长，无记忆效应等优点[6]。因此，锂离子电池在纯电动汽车中应用最广。锂离子电池本质上就是一种浓差电池，处于充电状态时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质，嵌入负极，从而使负极成为富锂态，同时正极成为贫锂态；当电池处于放电状态时，锂离子的运动过程正好相反，即从负极脱嵌，经电解质嵌入正极，使正极成为富锂态。由此可知，在充放电过程中，锂离子在正负极间来回迁移。由表中的数据可以看出憐酸铁锂电池在安全性、环保性能、循环性能等方面具有优势，随着科技的不断发展，锂离子电池的性能也在不断的提高，成本下降的空间很大，应

6、用形式的多样化，且安全性越来越高，基于上述优点，锂离子电池被广泛应用于便携式设备、储备电源、卫星、电动汽车等领域，其中最热门的就是电动汽车，在这些领域内，锂电池具有逐步取代其他二次电源的潜力，拥有非常广阔的发展前景。2.2常用的充电方法在整个充电过程中，充电机以某一恒定电压对电池进行充电。其充电曲线如图2.6所示，随着充电时间的增长，电池电压逐渐升高。此充电方法主要优点是：可以根据电池的实际情况，采用不同的电流对电池进行充电，实用性较强，控制方法较容易实现，尤其适用于充电比较慢的电池（需要采用长时间的小电流充电模式）》但是，该方式的主要缺点是，在刚开始充电时，电池的充电电

7、流会非常小，而到了末期，电池的充电电流又会过大，因此使得整个充电过程，充电时间较长、能量消耗较高、充电效率低。在整个充电过程中，充电机以某一恒定电压对电池进行充电。其充电曲线如图2.7所示，随着电池端电压的不断升高，充电电流将逐渐减少。这种充电方法主要特点为：刚开始充电时，充电电流相当大，随着充电时间的增长，电池的充电电流逐渐变小，等到充电将要完成时，充电电流已经变的很小，几乎为0。与恒定电流充电方法相比，该方式充电时间缩短，能耗也相对较低，但是，由于刚开始充电时，充电电流过大，会缩短电池的使用寿命。3锂离子电池模型的建立和S