淺談分布式電動汽車鋰電池智能均衡系統設計

訾洪靜

摘 要：電池是電動汽車運行使用的主要動力，是切實影響電動汽車電池管理系統的關鍵技術。電動汽車電池的智能均衡化發展，不僅能有效提高其實際續航時長，也能幫助延長其使用壽命，有利于電動汽車行業的整體發展進步。尤其對于分布式電動汽車而言，它的電力支持需求量較大。本文旨在淺談分布式電動汽車鋰電池系統智能均衡化設計。因此，在對電動汽車整體系統進行創新設計時，有意識的增強其電池智能均衡性，是加快分布式電動汽車發展進程的重要舉措。

關鍵詞：分布式電動汽車 鋰電池 智能均衡 系統設計

1 引言

隨著經濟社會的不斷發展進步，人們對現代科技產品的要求逐漸增高，不僅需要能夠高效有序的運行，還要能夠充分體現出其智能化特性。分布式電動汽車，就是在新時期發展趨勢下研發產生的現代科技產品。這種電動汽車是在多種電力能源的支持下運行的，其實際駕駛感受與其他能源型汽車相差甚微。在電動汽車的研究發展基礎上，提出一種新型的智能電池管理系統，對其基礎電感電路進行創新改進，并適時結合控制技術，在數學編程計算軟件中實現電路的模擬仿真運行，以此起到電動汽車智能均衡化設計電動汽車電池系統的作用。

2 分布式電動汽車的發展市場

新時期社會的發展進步，增強了人們的環保意識，以此推動了新能源行業的可持續前進，電動汽車就是在新能源發展的驅動下衍生的。傳統能源的開發是推動經濟社會蓬勃發展的重要動力，但若其無節制的過度開發，也會對現代社會的整體發展進步的造成嚴重影響，所以，新能源的挖掘應用對于新時期國家發展而言具有關鍵戰略意義。電動汽車的現實市場發展局面，更傾向于利用原料燃燒進行能量轉換過渡，就是將傳統燃燒能源與電能進行有機整合，實現電動汽車的有序運行。但就當前新興科技發展形勢而言，純電動能源型汽車的更能適應當前社會的發展需要。純電動能源型汽車的出現是適時響應新時期節能減排號召的重要體現，這也在一定程度上體現出其可觀的發展前景。而分布式電動汽車是在原先電動汽車電池管理系統的發展基礎上對其進行創新改進，在有效提高電動汽車電池容量的同時也提高其充電效率和延長續航時間。

3 電動汽車的發展現狀

根據市場研究調查表明，大多數使用新型電動汽車的車主都表示，電動汽車在實際投入使用一段時間之后會出現不同程度的里程衰減，其中的主要影響因素就是電池。因為電動汽車的行駛里程數越高，充電次數越多，其電池衰減程度就會越嚴重。而且，市場上部分商家在對電動汽車產品進行宣傳時，夸大事實，使得消費者在實際對產品進行使用時，對其抱有過高期望，進而產生失望心理。深入研究阻礙電動汽車發展的內在原因，主要為電池系統性能問題。電池從出廠到投入使用，其本身性能具有不一致性，在加上其反復進行充放電，就導致電池系統性能的差異性增大。這種差異性的不斷擴大會導致電池組整體性能降低，嚴重情況下還會對電池系統造成損害。從電動汽車的發展現狀來看，制約其高效發展進步的主要技術原因為電池性能。因此，有效優化電動車電池系統的智能均衡效果，是當前電動汽車研究發展的主要方向。

4 電動汽車電池系統運行模式

電池管理系統是電動汽車的重要組成部分，其實際作用為檢測電動汽車在運行使用過程中的電池能量變化情況和實時高效預測電池剩余電量。相對于燃油能源汽車而言，電動汽車的普及度不高，因為其車載動力發展不穩定，技術較為落后，不能實現電動汽車的可靠穩定運行使用。實踐研究表明，具有一致良好性能的電池系統，能夠支撐電動汽車在投入使用一段時間之后仍保持電池效率處于優良狀態，不會對其實時監測電量和預測電量的能力造成影響，在有必要時，還能向電動汽車整體控制提供相關參數，以便于其及時對自身運行使用工作狀態進行智能化均衡化調節。因此，在認識到現今大部分電動汽車電池系統運行模式和明確了解其進步目標之后，對其整體的電池管理系統進行智能化均衡化設計，實現現今行業發展所追求的分布式電池管理系統，是有效優化電動汽車運行效率和提高其綜合效益的重要措施。

5 分布式電動汽車鋰電池智能均衡系統設計方案

1、設計方案的依據標準。電動汽車是汽車行業創新發展的重要趨勢，所以，在對電動汽車的電池管理系統進行均衡化系統化設計時，應根據汽車行業標準及各項指標管理系統，以此科學合理的對電動汽車用電系統進行創新定義和規范。在電動汽車電池系統智能均衡化創新設計時，相關研發單位應根據行業標準規定的專業術語及其定義要求，對其具體革新要求、創新改造方法、產品檢核標準、最終標志等進行科學規范，以此體現出電動汽車電池管理系統設計活動實施的專業性。

2、創新型電動汽車鋰電池管理系統應具備的功能：

（1）監測功能：電動汽車的電池管理系統在實際投入使用時，其主要功能是供能和監測電動汽車的電量使用情況。但隨著現代科技社會的不斷發展進步，汽車行業對其監測功能的要求也在適時增多，需要相關研發革新人員在保障其原有功能有序進行的同時，增加對汽車電壓、電流傳輸情況、通斷現象、絕緣阻隔等參數的實時跟蹤監測和顯示，以便車主及時了解電動汽車的使用情況，有效避免可能出現的問題，提高電動汽車運行使用的可靠穩定性。

（2）計算功能：電動汽車電池管理系統的計算功能就是指它能夠根據監測數據來分析實際使用情況，并計算出電池各項基本參數、充放電及實際用電功率限制，以此有依據的分析出電池壽命和剩余電量能夠支撐行駛的里程數，便于車主了解電動汽車的運行狀況。電池管理系統的計算功能是在其監測功能的基礎上實現的，是高效保障汽車性格指標可視化的重要辦法，有利于提高電動汽車使用的穩定度。

（3）通信功能：該項功能是保證電動汽車監測數據能夠實現實時傳輸的關鍵，以此才能交流電動汽車的內部和外部監測信息。電動汽車內部的各個系統通過通信功能進行信息交匯，能幫助車主及時發現錯誤，以此有效降低安全意外發生的概率。

（4）保護功能：電動汽車的保護功能涉及兩個主要方面，一是高效判斷故障發生，二是及時對產生故障進行處理，這是有效協調電動汽車電池故障和安全維護關系的重要環節，也是保障電動汽車穩定有序行駛的關鍵因素。創新設計保護功能是分布式電動汽車鋰電池智能化進步的重要體現，也是切實適應車主使用需要的具體革新辦法。

（5）智能優化功能：原有的電動汽車電池管理系統較為完善，但并不能對自身內部問題進行有序協調解決，導致電池問題不斷累積，最終造成嚴重后果。而鋰電池的智能優化功能，就是在其原先電池管理系統發展基礎上，對電池組使用情況進行合理平衡、科學高效的計算出電池容量及后續存儲電量情況。并優化電池壽命。通過一系列智能化革新，分布式電動汽車鋰電池系統在一定程度上的得到推動進步和發展，其實用性及功能全面性有效提高，更適應于現今社會發展需要。

3、分布式電動汽車內部電路的均衡改進設計。在傳統的電動汽車均衡電路中，電荷只能實現在相鄰電池之間進行轉移，不能夠在整個電池組中進行均衡化移動。而分布式電動汽車內部電路的智能均衡化改進設計，就是利用分布式電動汽車工作模式，革新出一種新型的均衡電路拓撲結構，即鋰電池電路中新增加控制開關和儲能電感。新增加的電路開關能幫助改變電荷的傳輸轉移方向，并在電池放電時將其放置在儲能電感中，經過短暫時間延遲之后，電荷就能完成電池之間的轉移，為其到達電池進行充電，這就視為一個均衡周期。分布式電動汽車電池組系統在經過反復的充電、放電之后，其內部各個鋰電池的參數差值會被控制在一定的閾值范圍內，這就結束了整個電池系統均衡過程。

4、鋰電池硬件系統設計。分布式電動汽車鋰電池系統的智能均衡化設計是在傳統的均衡電路發展基礎上利用模糊控制技術實現電池系統的均衡充放電，因為分布式電動汽車的工作運行模式較為特殊，所以通過其電池之間的參數差值，能將其電流均衡歸一化輸出，以此配合后續鋰電池的硬件系統設計。分布式電動汽車鋰電池的均衡系統采用的是拓撲結構，主要由核心控制模板、電源檢測模板、車載模板幾大板塊組成，互相輔助實現電池系統的均衡管理，實時對監測到的相關電池數據信息進行交互，以此有效保障電池組系統的正常穩定運行。

5、分布式電動汽車鋰電池智能均衡化設計的結果分析。創新改進之后的均衡化電池電路有效解決了電荷只能在相鄰電池之間進行轉移的問題，并對其驅動信號進行合理控制，以此實現各個電池之間的電荷任意轉移。這種改進結果有效減少了電池能量傳遞步驟，優化其實際效果，進而幫助提高電動汽車鋰電池系統的工作效率。

6 總結

綜上所述，分布式電動汽車是現今汽車行業的發展熱潮，切實對其電池管理系統進行智能優化和均衡革新設計，是有效突破傳統工作模式限制，高效提升其實際運行質量和效率的重要措施，也是最大化體現其實用價值的關鍵辦法。

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