电动汽车电池管理系统技术综述
新能源汽车文献综述
发展新能源汽车的文献综述我国新能源汽车产业刚起步不久，要实现产业化、规模化，不仅需要一个艰辛的过程，而且新能源汽车产业的技术研发投入非常大、成本高，导致新能源汽车的销售价格明显高于同类型的传统汽车，在这种情况下，要实现大范围推广应用，需要突破技术以及产业化两方面的难题，本文将国内学者对新能源汽车产业化方面的文章进行了梳理，对文章进行了综述。
1.新能源汽车技术路线上欧阳明高（2006）在《我国节能与新能源汽车发展战略与对策》一种着重从新能源汽车技术发展角度分析了我国节能与新能源汽车的发展战略。
他认为新型汽车能源动力系统与现有汽车能源动力系统存在着千丝万缕的联系。
同时，我国当前汽车产业发展和节能环保问题还要靠现有汽车能源动力技术解决。
为此，应当选择一种“过渡”和“转型”并行互动、协调发展的战略。
一方面，发展节能汽车解决近期的能源安全问题；另一方面开展新能源汽车研究，瞄准未来汽车竞争制高点和实现汽车能源动力系统的可持续发展。
在新能源方面重点发展各种液体代用燃料发动机及其混合动力汽车，逐步过渡到采用生物燃料的混合动力和可充电的混合动力；进一步发展以天然气为主体的气体燃料基础设施，分步建设长期可持续利用的气体燃料供应网络；以天然气发动机为基础，发展各种燃气动力，尤其是天然气/氢气内燃机及其混合动力；发展新一代燃料电池发动机及其混合动力，到2020年，达到规模商业化水平；大力推进动力电池的技术进步；发展适合中国国情的纯电动车尤其是微型纯电动车。
以城市公交车辆为重点，以点带面，稳步推进新能源汽车的示范与商业化的发展战略，在个过程中能源动力转型的关键与瓶颈是动力蓄电池和氢能燃料电池，并提出了科技策略。
杨帆（2009）在《关于新能源汽车发展的技术经济考量》一文中，从技术经济的角度分析新能源汽车技术的发展趋势，并预测新能源汽车的普及趋势，对中国汽车工业发展提出建议。
他从技术经济的角度对比了传统汽车排放污染物和电动汽车排放污染物数量，从而得出了电动车在产业发展过程中污染物排放最少的结论。
新能源汽车动力电池安全管理技术挑战与发展趋势分析
19第2卷 第36期新能源汽车动力电池安全管理技术挑战与发展趋势分析徐蕴达（烟台市公交集团有限公司，山东 烟台 264000）摘要：当前随着我国科技的不断发展，当下的电池科技也呈现出迅猛的发展态势，各行各业中很多设备多数是依靠电当做是主要的能源，而新能源汽车则是其中的一个受益者。
然而当前的一个现状则是，电动汽车数量在日益增加的同时，也呈现出各种各样新的问题，尤其是新能源汽车的安全性更是引发了社会的很多争议。
结合研究发现，新能源汽车出现安全事故的次数较多，而导致新能源汽车出现自燃事故的一个重要原因就是新能源的电池，因此，加强对新能源汽车动力电池的安全管理就显得格外重要。
关键词：新能源汽车；电池安全；发展趋势中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）36-0019-031 新能源汽车电池管理的现状及意义分析1.1 现状随着当下整个社会上新能源汽车取得了技术上极大的进步，与传统的燃油汽车相比较来说，电动汽车所具有的优势也越来越凸显，在市场上，其销量也一年比一年要高的多。
因此可以断定，在燃油汽车和电动汽车的市场竞争中，电动汽车占据着天平的一侧，但是对于电动汽车来说，其前面的道路并不是一帆风顺的。
一直以来，对于电，消费者心中一直有着天然的敬畏，尤其是对于高压动力电池，电动汽车这一类的产品，更是心有余悸。
除此之外，在电动车推广及普及的这条路上，经常会有电池起火燃烧的不安全事故，尤其是在2019年这一年间，出现了很多品牌的电动汽车有起火自然的问题，导致很多事故的发生，这就给电动汽车的推广及发展产生了一定的不利影响。
1.2 意义现如今技术以及科技的不断发展，推动了新能源汽车迅猛的发展态势，然而其在实际的应用中仍旧面临着诸多的问题，比如续航的里程、行驶的安全与否、车辆的生命周期、生产的成本等许多方面都存在着瓶颈。
在这其中，体现在里程问题上主要是有两个：第一就是总的里程无法更好地满足驾驶者的需求；第二则是对于电动汽车的剩余电量还无法对其进行最为精准的提供。
电动汽车用氢燃料电池发展综述
２０１７．４Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．４收稿日期：２０１７－０１－１５作者简介：付甜甜（１９８９—），女，河北省人，学士，主要研究方向为电池情报。
６５１电动汽车用氢燃料电池发展综述付甜甜(中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300384)摘要：氢燃料电池是一种将燃料（和氧化剂）的化学能连续地转化为电能的装置。
氢燃料电池以化学方式实现能量转换，不受热发动机卡诺循环的限制，具有较高的转换效率。
氢燃料电池在全球大范围环保发展下已成为最清洁环保的电动汽车用电池。
介绍了氢燃料电池的发展历程、工作原理、优缺点以及氢燃料电池电动汽车的应用实例，展望其发展前景。
关键词：氢燃料电池；电动汽车；转换效率中图分类号：ＴＭ９１１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－０８７Ｘ（２０１７）０４－０６５１－０３Development of hydrogen fuel cell for electric vehicleFU Tian-tian(Tianjin Institute of Power Sources,Tianjin 300384,China)Abstract:Hydrogen fuel cell was a device that could convert the chemical energy of fuel and oxidant into electrical energy.The hydrogen fuel cell realized the energy conversion in a chemical way,which was not limited by the Kano cycle of the engine,and it had high conversion efficiency.Under the global environment,hydrogen fuel cell has become the most environmentally friendly battery for electric vehicles.The developing history,working principle,advantages and disadvantages of hydrogen fuel cell,the application and development prospect of hydrogen fuel cell for electric vehicle were introduced.Key words:hydrogen fuel cell;EV;conversion efficiency随着全球工业化进程不断加快，化石燃料消耗量日益增加，对环境造成的污染越来越严重，迫切需要寻找一种作为替代品的清洁燃料。
电动汽车电驱系统分类、技术趋势和主流电驱系统介绍
电动汽车电驱系统分类、技术趋势和主流电驱系统介绍
1综述
电动汽车驱动电机及其控制系统是电动汽车的心脏，是把电能转化为机械能来驱动车辆的部件。
它的任务是在驾驶人的控制下，高效率地将动力电池的能量转化为车轮的动能，或者将车轮上的动能反馈到动力电池中。
电能和机械能的相互转化在电机转子和定子间的气隙形成。
2纯电动汽车电动机驱动系统分类
单电动机：有差速减速器，无离合器和传动装置，需要低速大转矩且速度变化区域大的电动机，电动机与逆变器的容量大。
双电动机：前后驱动和双轮毂电动机两类，双轮毂电动机及逆变器制造成本高。
四轮毂电动机：结构更紧凑，效率最高。
3新能源汽车驱动电动机需满足的性能
汽车运行功能、舒适性、适应环境、一次充电的续驶里程、耐温、耐潮湿、噪音低、结构简单、维修方便等。
（1）低速大转矩特性及较宽范围内的恒功率特性
（2）在整个运行范围内的高效率、低损耗
（3）体积小，重量轻
（4）可靠性好、耐温和耐潮性能强，能够在较恶劣的环境下长期工作。
（5）价格低
（6）高电压（尽量高电压，减小电机尺寸和线束尺寸，降低逆变器成本）
（7）电气系统安全性高（符合相关车辆电气控制安全性能的标准和规定。
）
（8）高转速（体积小，重量轻）
（9）在车辆减速时实现制动能量回收并反馈蓄电池。
4电驱动系统的结构形式。
一种基于功能安全的新能源汽车能量管理方案
电子产品世界一种基于功能安全的新能源汽车能量管理方案* Energy management scheme of new energy vehicle based on functional safety王春丽，肖小城，梁长飞，沙文瀚，方 涛，丁凌志（奇瑞新能源汽车技术有限公司 新能源研究院，安徽 芜湖市 241000）摘 要：介绍一种基于功能安全的新能源汽车能量管理方案，并阐述了在保证整车动力性的同时，合理保证能量分配，对能量的流动做实时监控。
重点介绍了能量管理的基本功能及其在控制上的实现方法。
关键词：新能源；能量管理方案；功能安全*奇瑞全铝车身A0级纯电动SUV研发及产业化（16030901035）资助0 引言该能量管理方案主要考虑高压动力电池系统的能量分配。
电池的能量不能充分利用，影响整车的动力性、高压附件的舒适性能等，但电池能量的过度使用会导致电池衰减，对电池造成不可逆的伤害，所以对于新能源汽车来说，动力电池能量的有效分配和监控十分必要。
纯电动汽车的能量来自动力电池系统。
动电池的可用功率主要用于驱动系统和高压负载，其中高压负载包括空调系统制冷、制热和DC DC−转换；电池管理系统根据电池的单体参数估算电池的峰值功率以及持续放电功率，为保证整车动力性，整车中央控制单元优先使用峰值功率。
当峰值功率持续时间截止，切换使用电池的可持续放电功率，充分利用电池的可用功率。
在充分利用电池功率的同时，要充分考虑系统效率，尤其在低电量时，电池功率较低，动力需求较大，在功率不足情况下易导致负载功率超出电池的范围，影响电池寿命。
1 系统方案分析该能量管理系统包括动力电池模块、电机减速器三合一模块。
压缩机模块。
PTC模块和DC DC−模块（如图1）。
动力性与电池保护方面的优势：1）动力电池峰值功率保证各系统工作，同时提高系统动力性能；2）低电量时，可实时平衡舒适性与动力性，合理化系统需求扭矩，防止电池系统过放。
图１ 系统方案示意图１．１ 仅驱动系统工作电池系统的功率主要供给驱动电机及低压供电 DC DC−P P Pbattery a_mot a_dcdc=+ （1）式中：P battery表示电池实际消耗功率；P a_mot表示驱动系统实际消耗功率，P a_dcdc表示DC DC−实际消耗功率；作者简介：王春丽（1985—），通信作者，汉族，黑龙江人，2010年参加工作，硕士，中级工程师，负责新能源汽车整车控制策略开发。
新能源混合动力机混合动力机车发展现状及关键技术综述
新能源混合动力机混合动力机车发展现状及关键技术综述摘要：燃料混合动力机车辆的广泛应用，不但使我国的石油供应更加紧张，而且产生的有毒气体也会对生态系统造成更大影响。
新能源混合动力机车的问世，既可以改善我国的能耗，又可以改善我国的生态系统对我国的影响，因此得到了广泛的关注。
也有一些人觉得，只要开发出了新能源混合动力机混合动力机车，这个问题就会得到解决。
新能源混合动力机车的制造已经成为了一种可能，随着新能源混合动力机车的不断发展，新能源混合动力机车的技术也在不断地进步。
关键词：新能源；汽混合动力机车；发展现状；趋势引言国家每年都会对环境污染的防治进行专门的投资，花费了大量的时间和金钱，但是，在防治费用上，不仅没有降低，而且还增加了，在环境治理上，人们感到压力很大，混合动力机车辆的引擎会产生大量的二氧化碳和其它的有毒气体。
新能源混合动力机混合动力机车将电能用作它的主要动力来源，虽然它在生产的时候也会对其它的能量进行消费，还会产生CO2的排放量，然而，伴随着新能源发电所占比重的不断增大，以及超临界、超超临界火电厂的逐渐取代了小型机组，它的发电效率得到了显著的提升，并且它的排放物也方便了进行集中处理。
因此，采用新能源混合动力机车对于实现我国的节约和排放有着重大的作用。
1发展新能源混合动力机混合动力机车的意义1.1是节能减排，实现可持续发展的需要作为一种方便快捷的运输方式，小轿混合动力机车逐渐进入人民的日常生活，并在人民的日常生活中占有举足轻重的位置。
要知道，一辆混合动力机车要用到石油和天然气才能行驶。
在运行中，石油和天然气的耗用，以及温室效应的释放。
而且，我们国家的混合动力机车辆数量实在是太多了。
混合动力机车辆越来越多，排放的废气也越来越多，刚开始的时候，混合动力机车辆还不算太多，但随着混合动力机车辆的增多，这个问题就变得越来越严重了。
我们有充分的依据来证实，不断加剧的大气污染和机动混合动力机车之间的确存在某种联系。
新能源汽车节能减排技术研究进展(2)——能量管理系统(上)
史 永基
高 雅 利 王 宇炎 叶 芳
一
、
引言
对 于 电动 力 汽 车 （ Ｖ） Ｅ 、混 合 动 力 汽 车 （ Ｅ 、燃 料 电池汽 车 （ Ｃ Ｈ Ｖ） Ｆ Ｖ）来 说 ，能 量 储 存 元 件 大 小 和 能 流 的 控 制 是 提 高燃 料效 率 的关 键 。用 电池 或 超 大 电 容 器储 能 可减 少 耗 费 、改 进 ＩＥ 或 Ｆ Ｖ 的 特 性 。ＩＥ 中 的 －Ｖ Ｉ Ｃ －Ｖ Ｉ
持 续 充 电 、发 动 机 驱 动 ＨＥ 可利 用 电池 或 超 大 电容 器 进 行 设计 ，燃 料 效 率 可 提 高 ５ ％；插 件 式 Ｈ Ｖ （ Ｈ Ｖ） Ｖ ０ Ｅ ＰＥ
可 用 锂 离 子 电池 进 行 设 计 ， 电动 里 程 可 达 ３～ ０ ｍ； 合 驱 动 里 程 为 ８ ～ ５ ｋ 节 能 ７ ％； 型 ＨＥ ＭＨ Ｖ） 全 ０６ｋ 混 ０ １０ｍ， ５ 轻 Ｖ（ Ｅ
随着石油价格 的不 断上升 ，急需研发 Ｈ Ｖ，迫切需要开发节能技术。目前的注 意力主要集 中于三个方面： Ｅ
热 电废 热 回 收和 温 度 控 制 系 统 、轻 型 Ｈ Ｖ 的集 成 启 动 发 电机 、重 型 Ｈ Ｖ 的连 续可 变 发 电机 推 进 。 Ｅ Ｅ
二 、 能量 管 理 功 率 转 换 器
存。 （ ）混 合 度 和 转 换 器 大 小 ３ 燃 料 电 池 在 较 大 的 负 载 范 围 上 都 是 非
常 有 效 的 。但 低 负 载 时 由于 诸 如 空 气 压 缩 系 统 之 类 寄 生 负载 ， 率 仍 然 较 低 。 此 ， Ｃ 效 因 ＦＶ 可 从 负 载 范 围 调 整 和 正 常 刹 车 能 量 回 收 过 程 寻 求 节 能途 径 。混 合 度 （ 义 为 燃 料 电池 定 功 率 与 系 统 总 功 率 的 比 ） 随汽 车 要求 而变 ， 但 一 般 情 况 是 ７ ％～ ０ 的燃 料 电 池 功 率 应 ０ ９％
新能源汽车技术发展文献综述
【摘要】新能源汽车由于其具有环境友好、可持续发展等特点受到了各国政府及研究者的广泛关注。
本文总结了美国、日本等学者都对新能源汽车产业的发展及相应政策做的研究分析，同时总结了我国学者对中国新能源汽车产业发展及问题、相关产业政策和消费者市场等方面的相关文献进行了综述，旨在为进一步的研究有所启示和帮助。
【关键词】新能源汽车文献综述消费者市场新能源汽车产业的发展对我国汽车产业的升级、减少环境污染和节约能源起到了决定性的作用。
近几年，我国政府开始大力支持和推广新能源汽车产业，制定了一系列产业政策、消费政策、税收政策等，引起了学者们的广泛专注，引发了巨大的投资浪潮，极大地促进了新能源汽车产业的发展。
目前我国关于新能源汽车方面的研究还相对较少，研究领域也相对有限，本文通过对比总结国内外新能源汽车的相关研究，对我国目前新能源汽车产业及消费者市场等方面问题的研究情况进行综述。
一、国外新能源汽车的相关研究新能源汽车是低碳的必然选择，也是汽车产业的发展趋势。
新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家制定的战略及相关扶持政策。
美国、日本等发达国家对新能源汽车的发展高度重视，通过财政支持、税收优惠等手段来支持新能源汽车的开发和发展，并取得了成就。
国外在新能源汽车产业的研究通常在政府引领下联合大学、研究机构及企业共同展开，主要关注新能源开发技术、产业化、市场化等相关理论的研究，对于新能源汽车的研究成功也主要集中在美国、日本和欧洲等国的研究。
美国对新能源汽车产业的研究主要集中在产业理论与政策，并主要针对电池汽车和氢能源汽车。
John R.Wilson和Griffin Burgh（2003）在氢能源研究报告中分析了氢能源在美国能源独立和安全方面的作用，但是他们指出大规模利用将会面临技术、热动力损失、规模和安全等多方面的问题，同时氢能源配套技术和基础设施的发展严重滞后于氢燃料汽车技术，所以美国想要进一步发展氢能源还需要克服很多技术上和经济上的困难。
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电动汽车电池管理系统技术综述
摘要：电池系统作为电动汽车的动力源，承担电动汽车全部或者部分动力输出，其性能优劣直接影响电动汽车的动力性能和续驶里程。
电池管理系统(BMS)作为电池系统的核心部分，在整个电动汽车的研究和发展过程中具有举足轻重的作用。
本文分析了电池管理系统领域的专
利申请，通过专利数据统计分析，对申请量随时间的变化、申请人的分布和技术手段、技术
效果进行了分析，对电池管理系统的发展方向做出了一定预测。
关键词：电池管理系统；BMS；电动汽车
一、概述
典型电池管理系统主要由数据采集、中央处理器（CPU）、均衡管理、热管理和数据通讯等
模块组成，其工作过程为：(一)通过数据采集模块获取电池电路中的重要数据；(二)将获取的
数据发送给中央处理器进行分析和处理；(三) 比对数据库记录，发出程序控制和变更指令；(四)将实时数据发送到数据显示器，同时执行模块做出动作，对电池组进行调控。
二、专利分析
本文筛选出2000-2018年国内外相关专利申请，并从以下几个方面对其进行专利分析。
1、专利申请趋势分析
全世界在电动汽车中针对主题为电池管理系统（BMS）等相关方面改进的专利申请共计635件，其中向中国专利局提交的申请有377件。
参见下面图1可以发现，全球开始申请电池管
理系统方面的专利均是从21世纪伊始开始有所增长，这与进入21世纪后各国大力倡导新能
源息息相关，电动车作为一种新能源汽车获得了较大的发展空间，因此，电池管理系统也开
始较大的研发力度，并且从2004年-2008年有了一个小幅度的增长；在2008年申请量骤减，这与当时国外爆发经济危机有一定的关系，导致研发力度下降，从2009-2018年基本处于一
个申请量稳步增长的阶段，在国际大环境下，各国更加注重清洁能源的研发，注重性能更良
好的电池管理系统，而国内在国家“十一·五”规划和“863”计划的推动下以及对电动汽车等新能源汽车的大力扶植，一直至2018年，我国在BMS研究方面也取得了很大的突破。
图1 全球申请趋势
2、专利申请地域分析
从专利申请的国家来看，进入21世纪第二个十年以来中国成为电池管理系统的最大申请国，而韩国、美国、德国和日本的申请量也较大，这几个国家也是目前汽车行业发达的国家，并
且在大力推进新能源汽车的发展，因此，其有关电池管理系统的申请较多也是合理之中。
从时间来看，国外第一篇系统研究电池管理系统的专利为1987年由日本的PENTEL KK申请
的公开号为JPS63298512 A的专利；而第一篇向中国专利局提交的相关申请是由澳大利亚的
法罗技术公司申请的，于2000年12月11日进入国家阶段，公开号为CN1305655A的专利，另外，第一篇中国申请人申请的电池管理系统相关专利为北京嘉捷源技术开发有限公司于2002年8月30日申请的，公开号为CN1405941A的专利，此后几年，国内对电池管理系统
的相关申请有所增加，随着国家对新能源汽车的扶持，电池管理系统的研究也获得了迅速发展，并于2009年成为电池管理系统相关专利申请的最大国，尤其近几年中国在该方面的专
利申请量所占比重越来越大。
图2 专利申请地域分布及趋势图
3、主要专利申请人分布情况
从图3的全球范围内申请人来看不难看出，在全球范围内对电池管理系统的主要申请人还是以公司为主，主要申请人前十名中，国外申请人占主要部分达到八家，只有两家是中国公司申请，可见国内还需要加大研究电池管理系统，以保证新能源汽车的研发。
图3 全球主要申请人分布图图4 电池管理系统各研究方面的发展
三、核心专利技术分析
电池管理系统技术分支主要包含：荷电状态（SOC）的估计、均衡管理、热管理和健康状况（SOH）的估计、数据传输等方面的研究。
参见图4可知，从2006年至2018年，电池管理系统中的SOC方面的研究一直是研发的主要方面，其次是均衡方面和SOH的研究，这也反应出了SOC、均衡、SOH对电动汽车动力电池的重要性，并且这三方面也是未来几年电池管理系统完善的主要方面，相对来说热管理和传输控制的研发较少，这是因为这两方面受现有技术中散热和数据传输发展的制约，且上述两方面对电池而言相较于SOC、均衡等的影响较小。
图5 主要国家对研究方向分布图图6 主要申请人对研究方向分布图
从图5-图6中可以看出，在前十个主要申请国家中，也主要集中在SOC、均衡、SOH等方面的研究；各申请人对电池管理系统研究方向也不均衡，作为第一大申请人的三星SDL公司，其研究方向主要是SOC，以及小部分的SOH和均衡，而作为国内主要申请人的惠州市亿能电子科技有限公司则将主要经历放在SOC方面的研究。
四、结论
（一）SOC是电池使用过程中的重要参数。
如何根据采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，建立每块电池剩余能量的较精确的数学模型，即准确估测电动汽车蓄电池的SOC状态仍将是后期研究的重点。
（二）如何采用均衡充电予以补偿，保持每个电池容量的相对一致，设计出低成本的电池均衡系统是电动汽车是否能够产业化的重要因素。
（三）如何把握电池内部状态变化规律，用更有效的方式和更适当的算法来准确评估电池性能，从而延长电池使用寿命仍将是今后的研究重点。
参考文献
[1]黄文华.电动汽车SOC估计算法与电池管理系统的研究[J].汽车工程.2007年第3期.
[2]夏正鹏.电动汽车电池管理系统研究进展[J].电源技术.2012年第7期.
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[4]宋雪桦.混合电动汽车电池管理系统设计[J].2011年第9期.
[5]何耀动.力锂电池组状态估计策略及管理系统技术研究[D].中国科学技术大学.。