1.  引言

由于人類對(duì)環(huán)境的重視，電動(dòng)汽車作為無污染的交通工具也越來越被人們關(guān)注。從各方面分析，電動(dòng)汽車將有很好的發(fā)展前景?，F(xiàn)在制約電動(dòng)汽車發(fā)展的一個(gè)大的因素就是安全性，由于電動(dòng)汽車車用電池一般為鋰離子電池組，鋰離子電池有一定的危險(xiǎn)性，如對(duì)其管理不當(dāng)，電池有時(shí)將自燃甚至爆炸。所以研制出一套對(duì)電動(dòng)汽車車用電池組的監(jiān)視系統(tǒng)變得尤為重要。

2. 電動(dòng)汽車及鋰電池特性簡(jiǎn)介

在介紹電動(dòng)汽車電池組網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)之前讓我們先來了解一下電動(dòng)汽車和近階段電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿υ础?/SPAN>-鋰電池的一些特性。被認(rèn)為是“未來汽車”的電動(dòng)汽車分為三種：純電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。純電動(dòng)汽車是指以車載電源蓄電池為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛；燃料電池電動(dòng)汽車是一種可以將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)化裝置，它的特點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)化效率高，約是內(nèi)燃機(jī)的2-3倍，生成物是水，不污染環(huán)境?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車是裝有兩個(gè)以上動(dòng)力源的汽車，最常見的是在城里用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在城外用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。

鋰離子(Li-Ion)和鋰聚合物(Li-Pol)電池具有重量輕，容量大，內(nèi)阻小的特點(diǎn)，因而廣泛使用。但是它又極容易損壞，如果不按照它的充電特性，可充電次數(shù)將大大折扣。

1.     鋰電池充電分為以下四個(gè)階段：

1).PRECHARGE                當(dāng)電壓降低到2.3V以下

2).CONST CURRENT CHARGE  電壓在2.3V到4.2V之間

3).CONST VOLTAGE CHARGE  當(dāng)電壓>= 4.2V

4).TRICKLE CHAGE            當(dāng)充電電流小于某個(gè)值

2.     四個(gè)階段說明：

1).precharge             一般取20mA, 預(yù)充10分鐘

2).const charge          一般取0.2C, 充至4.2V,其間要求監(jiān)視電池溫度

3).const voltage charge  充至 < 某個(gè)電流值

4).trickle charge        當(dāng)3結(jié)束后，以某一個(gè)極小的電流平衡自放電

3. 電動(dòng)汽車電池組網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

此系統(tǒng)針對(duì)電動(dòng)車用鋰離子動(dòng)力蓄電池組在使用過程中的工作狀況（如啟動(dòng)、爬坡、運(yùn)行、剎車、停車），融合現(xiàn)代控制理論和人工智能技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)控制，對(duì)電池組進(jìn)行軟硬件雙套實(shí)時(shí)、可靠、有效、合理的監(jiān)控與管理，從而確保電池組的安全使用。此電池監(jiān)控系統(tǒng)包括了如下四部分：

電壓及溫度保護(hù)模塊

此模塊主要是利用電壓泵、壓力應(yīng)變片以及熱敏電阻對(duì)電池組上下限電壓、溫度以及內(nèi)壓起到限制保護(hù)作用。

均充保護(hù)模塊

此模塊采用了能量回收型均充電路，在電池組充電過程中不但起到了電池均充的作用，而且還起到了能量回收、節(jié)約能源的作用。

過溫保護(hù)模塊

此模塊利用溫度開關(guān)，在硬件上對(duì)電池組溫度進(jìn)行第二重控制，從而起到嚴(yán)密的雙保險(xiǎn)管理；

電壓及溫度保護(hù)模塊、均充保護(hù)模塊和過溫保護(hù)模塊是從硬件方面來控制和實(shí)現(xiàn)。

電池組管理系統(tǒng)   此系統(tǒng)主要是從軟件上管理電池組。

電池組管理系統(tǒng)是專門為解決電池組在使用時(shí)的安全問題而開發(fā)設(shè)計(jì)的：有效、合理的監(jiān)控與管理，從而確保電池組的安全使用。

軟件實(shí)現(xiàn)的要求

給所有的電動(dòng)車加裝GPS和無線遙控系統(tǒng)，再搭建一個(gè)中心信息控制系統(tǒng)，所有加裝該系統(tǒng)的電動(dòng)車就形成了一個(gè)“車網(wǎng)”；中心信息控制系統(tǒng)對(duì)所有在“車網(wǎng)”中的車輛都進(jìn)行24小時(shí)不間斷的監(jiān)測(cè)監(jiān)控（不論電動(dòng)車是處于充電、行駛還是閑置狀態(tài)），同時(shí)它還將對(duì)異常狀況進(jìn)行緊急處理。電動(dòng)汽車把有關(guān)其自身和電池組的數(shù)據(jù)和GPS信息通過無線電波發(fā)送出去。

電動(dòng)汽車下位機(jī)采樣系統(tǒng)和GPS數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備安裝在電動(dòng)汽車上。

中心信息控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析。中心信息控制系統(tǒng)所要接收和處理的信息和數(shù)據(jù)有：

1.電池工作狀態(tài)

主要是電池的溫度，放電電壓和工作電流等。實(shí)時(shí)的畫出溫度、電壓和電流的關(guān)于時(shí)間的曲線。并顯示采樣點(diǎn)數(shù)、溫度、電壓和電流。當(dāng)放電完成時(shí)算出電池容量,電池容量=放電電流*放電時(shí)間。如某輛電動(dòng)汽車的電池的溫度，電壓和電流處于非正常狀態(tài)，則馬上發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在信息中心和該輛電動(dòng)汽車中都要有語音警告，并調(diào)出該輛電動(dòng)汽車的此前一段時(shí)間的所有數(shù)據(jù)，供管理員分析。

2.電機(jī)工作狀態(tài)

主要是電動(dòng)機(jī)的溫度，同樣要求畫出曲線和報(bào)警功能。

3.充電機(jī)工作狀態(tài)

此時(shí)接收電池的充電電壓、電流和溫度等，要求保存數(shù)據(jù)，可以畫出充電曲線，顯示采樣點(diǎn)數(shù)和采樣電壓。并監(jiān)控充電狀態(tài)正常否，非正常時(shí)發(fā)出警告。

4.建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，可以隨時(shí)調(diào)出某一輛電動(dòng)汽車所需要查看的數(shù)據(jù)和曲線。

5.異常狀態(tài)下不僅要發(fā)出警告信號(hào)，在必要時(shí)信息中心可以對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行控制。如：關(guān)閉充電或放電電路等。

統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.整車技術(shù)性能統(tǒng)計(jì)分析模塊主要實(shí)現(xiàn)以下功能

①車輛行駛性能統(tǒng)計(jì)分析: 根據(jù)車輛運(yùn)行信息和故障信息的原始數(shù)據(jù), 統(tǒng)計(jì)分析出車輛指定時(shí)間段內(nèi)的行駛時(shí)間、行駛里程、故障次數(shù)等綜合指標(biāo)。

②車輛故障信息統(tǒng)計(jì)分析: 根據(jù)選擇的車輛和設(shè)定的時(shí)間段, 統(tǒng)計(jì)出該車在設(shè)定時(shí)段內(nèi)的各種故障類型發(fā)生故障的次數(shù)以及所占百分比, 以柱狀圖和餅狀圖的形式給出分析結(jié)果。

（轉(zhuǎn)載）