目的及意义

课题研究的背景及意义

作为新能源汽车中的重要代表，电动汽车具有传统燃油汽车无可比拟的优点。如它在运行过程中几乎没有噪音，并且能源转换的效率也较高，没有污染物排放的问题。此外，电动汽车其电池存储的电能可由太阳能、风能等发电得到，这样即便石油等化石能源被消耗殆尽，人们也能使用太阳能等发电，让电池能够充满能量，驱动电动汽车运行。因此，未来清洁电能的发展一定会持续推动电动汽车的发展。

电动汽车想得到大力发展，研究出高性能的动力电池是要攻克的最重要的技术难题。传统的蓄电池性能较差，能量密度低，使用寿命短，自放电效率、充电效率等都达不到电动汽车对动力电池的要求。相对于传统的蓄电池来说，锂离子电池作为电动汽车动力电池，其性能具有很大优势。锂离子电池的能量密度、循环寿命、自放电率等都能满足电动汽车对动力电池的要求，此外，锂离子电池还具有无污染等特点，对环境的影响小。但锂离子电池应用在电动汽车上时也有要解决的问题，锂离子电池非线性特征明显，单体电池具有不一致性，作为电动汽车的动力来源时，对其进行管理是保障电动汽车安全可靠运行的基础，管理电池同时还能延长电池使用寿命，降低对电动汽车电池的维护成本。

电池管理系统（BMS）作为电动汽车运行的核心控制系统是研究人员的重点研究课题。BMS的基本功能一般包括：

对单体电池可直接测量进行实时监测，如电流、电压和温度。需要测量的具体量为电池充电电流和放电电流，单体电池电压与串联电池组提供的总电压、系统运行时的环境温度以及每一电池的温度。

评判动力电池的性能，这部分功能包括估算电池的剩余电量，评估电池的老化程度两部分内容。显示的电池估算剩余电量能够直观的让驾驶人员感受汽车剩余的行驶距离。电动汽车在使用过程中，其动力电池的性能会随着循环充放电次数的增加而衰减，因此，需要评估动力电池在不同时期的老化程度，这对动力电池剩余电量的估算也有重大影响。

保障动力电池安全运行，这是BMS的核心任务。动力电池状态的监测和性能的评估是此项功能实现的前提。保障动力电池安全运行需建立故障保护反应机制，其中包括过流保护、电压过充过放保护、温度过高过低保护等。

对动力电池内部能量进行管理，这其中包括充电过程、放电过程以及均衡过程三个部分。均衡能量管理是因为所串联的动力电池组的性能是由电池组内性能最低的单体电池确定，因此有必要保证充放电过程中电池组内单体电池的电量尽量相等，从而保证电池能够完全充放电，提高整体性能。

对产生的数据信息进行管理，BMS每时每刻需要收集大量的数据，不同的数据内容需要进行不同的处理，通常需向驾驶人员显示电池状态信息，警告信息，向电机控制器传递控制信息以及保存电池历史状态信息以便维护电池等。