电动汽车BMS电磁兼容性能优化研究
混合动力汽车中电池管理系统的研究与优化
混合动力汽车中电池管理系统的研究与优化随着环境问题的日益严重和能源紧缺的挑战，混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicles, HEVs）作为一种有效的替代能源车辆逐渐受到关注。
而电池作为HEVs的重要组成部分，其管理系统的研究与优化对于实现高效能源利用和延长电池寿命至关重要。
电池管理系统（Battery Management System, BMS）在混合动力汽车中的作用是监控电池组的状态、实时控制电池充放电过程，并确保电池组的安全运行。
优化BMS能够提高电池组的性能和寿命，提供最佳的动力输出和能量利用效率。
首先，电池管理系统需要准确监测电池组的状态。
它应该能够实时测量电池的电压、电流、温度等参数，以便及时了解电池的健康情况。
此外，BMS还应该具备精确预测电池剩余容量（State of Charge, SOC）和剩余寿命（State of Health, SOH）的能力，以帮助驾驶员合理规划行驶路线和调整充电策略。
其次，优化BMS需要针对电池组进行充放电控制策略，以实现最佳的能量利用效率。
BMS应考虑车辆行驶的实时需求和电池组的状态来动态调整电池的充电和放电策略，通过合理控制电池组的放电深度，避免过度放电和充电，以延长电池的寿命。
此外，还可以采用能量回收技术，将制动过程中产生的能量转化为电能储存起来，从而提高能源利用效率。
另外，BMS还需要具备安全保护机制，以确保电池组的安全运行。
对于电池组可能出现的过温、过充、过放等情况，BMS应采取及时的措施，如供电断开、温控风扇启动等，以避免潜在的安全风险。
此外，BMS还应具备自检功能，能够定期检测电池组的健康状况，并提供警报和故障诊断。
在电池管理系统的研究和优化方面，一种常用的方法是建立电池数学模型，通过模拟实验和数据监测来优化BMS的算法。
可以利用辨识算法，通过对电池组的特性进行建模和识别，提取出精确的电池模型参数。
然后，基于所建立的电池模型，进行实时的电池状态估计和SOC、SOH的预测，从而提高电池管理系统的可靠性和精确度。
电磁兼容性设计优化研究
电磁兼容性设计优化研究随着电子科技的不断发展，各种电子产品在我们生活中变得越来越普遍。
然而，由于电子产品内部存在着众多电磁辐射源，这些辐射会对生活环境和其他电子设备产生干扰。
为了解决这一问题，人们在设计电子产品时需要考虑电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）问题。
本文将讨论电磁兼容性设计的背景、意义以及优化研究的方法。
一、电磁兼容性设计的背景和意义随着高速信息通信、计算机、工业控制与电力电子技术的发展，电子产品的通信、数据处理、智能控制监测等功能越来越强大，其电子器件和系统集成度也越来越高。
然而，这些高端电子产品的设计及制造中所涉及的电磁辐射和电磁干扰问题日趋严重。
因此，除了电气安全和性能指标，电磁兼容性也成为电子产品的品质保证之一。
电磁兼容性设计需要保证电子产品在一定电磁环境下正常工作，又不会对周围设备和环境造成干扰。
其中，电磁干扰可以从电磁源的工作环境、工作方式、输入电源和信号接口等多个方面入手，如高频振动、温升、质量故障等问题。
电磁干扰在生活中广泛存在，如汽车收音机受到除噪电路干扰，手机电子器件互相干扰通话质量等等。
若电子产品进行了充分的电磁兼容性设计，这些问题可以得到有效解决，使得电子产品更加可靠和稳定。
二、电磁兼容性设计优化的方法研究为了优化电磁兼容性设计，工程师可以从以下几个方面进行入手：1. 采用低辐射并加强屏蔽采用低辐射电子器件可降低电磁辐射。
另外，对可能产生电磁泄漏的电路进行严密隔离和屏蔽，可以减少电磁辐射对周围环境的干扰。
目前，常用的屏蔽技术包括金属屏蔽、型材屏蔽、导电涂层屏蔽等，工程师可以根据系统特点和要求来进行合理选择。
2. 合理设计电源和信号线在电源的设计中，可以采取滤波电路来降低电源的噪声和面阻抗，同时也可以对可能产生的电磁波预处理进行衰减和滤波。
对于信号线的设计，可以加入抗干扰电路，以减少传导干扰和电磁干扰，同时还要合理安排线路走向，避免产生共模干扰。
电动汽车电池管理系统设计与优化研究
电动汽车电池管理系统设计与优化研究随着电动汽车的快速发展，电池管理系统的设计与优化变得越发重要。
电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）是电动汽车中一项关键技术，其功能涵盖电池监测、充放电控制、温度管理、安全保护等多个方面。
本文将围绕着电动汽车电池管理系统的设计与优化展开详细讨论。
首先，电动汽车电池管理系统设计需要满足以下几个基本需求。
首先是电池监测，通过实时监测电池的电压、电流、温度等参数，可以准确评估电池的运行状态，并提供精确的电量预测和剩余里程提示。
其次是充放电控制，通过控制电池的充放电过程，保护电池免受过充和过放的影响，以延长电池的使用寿命。
再者是温度管理，合理控制电池的温度，提高电池的工作效率，并防止电池过热引发安全风险。
最后是安全保护，通过采用过流、过温、短路等多重保护措施，确保电池系统的安全性。
为了优化电池管理系统的设计，需要考虑以下几个关键问题。
首先是电池参数化建模，通过建立电池的数学模型，实现对电池内部状态的准确估计，从而提高系统的控制精度。
其次是电池容量估计，通过建立容量估计算法，实时跟踪电池容量的变化，提供准确的电量预测，并防止电池的过度充放电。
再者是电池均衡控制，通过设计合理的均衡控制策略，解决电池组内单体之间容量差异的问题，延长整个电池组的使用寿命。
最后是故障诊断和预测，通过建立故障预测模型，实现对电池故障的早期诊断和预防，提高电池系统的可靠性。
为了解决上述问题，可以采取以下几种优化方法。
首先是引入先进的算法，如神经网络、模糊控制等方法，提高电池内部状态的估计精度，并优化充放电控制策略。
其次是引入智能优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，通过优化参数配置和控制策略，寻找最优解，提高电池管理系统的性能。
再者是采用高性能传感器和电子元器件，提高对电池参数的测量精度和响应速度，提高系统的可靠性和稳定性。
最后是结合大数据分析技术，利用大量的实时数据，优化电池管理系统的设计和性能，并提供对用户行为和需求的智能预测，提高整个系统的效率和用户体验。
新能源汽车的电池管理系统设计与优化
新能源汽车的电池管理系统设计与优化随着环境保护意识的提高和对能源消耗问题的关注，新能源汽车逐渐成为解决能源和环境问题的重要选择。
作为新能源汽车的核心部件，电池管理系统（BMS）的设计与优化对于新能源汽车的性能、安全和寿命具有至关重要的影响。
本文将重点探讨新能源汽车的电池管理系统的设计原理和优化方案。
一、电池管理系统的设计原理1.1 电池参数监测与测量电池管理系统需要实时监测和测量电池的各项参数，包括电压、电流、温度、电池的剩余容量等。
这些参数的监测与测量是电池管理系统的基础，可以实时掌握电池的状态，为后续的控制与优化提供准确的数据。
1.2 温度管理与控制温度是影响电池寿命和安全性的重要因素之一。
电池管理系统需要通过温度传感器实时监测电池的温度，根据温度变化采取相应的措施，例如控制冷却风扇的运行、调整电池的工作温度等，以保证电池的运行在安全和有效的温度范围内。
1.3 电流均衡与分配由于电池单体之间存在差异，其容量和内阻也会有所不同。
电池管理系统需要对电池单体进行均衡和分配电流，确保各个单体之间的电荷和放电状态相对均衡，提高电池组的性能和寿命。
1.4 电池状态估计与预测电池状态估计与预测是电池管理系统的重要任务之一，通过对电池的充放电过程进行建模和分析，可以实时准确地预测电池的剩余容量、健康状态和寿命。
这对于电池充电和放电管理以及车辆的续航里程估计具有重要意义。
1.5 安全保护机制电池是新能源汽车最重要的能源储存设备，其安全性至关重要。
电池管理系统需要具备安全保护机制，如过充保护、过放保护、过温保护等，以保证电池的使用安全和可靠性。
二、电池管理系统的优化方案2.1 优化电池的运行工况为了提高电池的寿命和性能，应该尽量减少电池的工作压力。
一方面，可以通过降低冲放电电流密度，减少电池的充放电速率，降低电池的工作温度。
另一方面，可以设计合理的充电策略，避免频繁的充放电过程。
通过优化电池的运行工况，可以减缓电池的衰减和老化速度，延长电池的寿命。
新能源汽车中的电池管理系统设计与优化
新能源汽车中的电池管理系统设计与优化随着全球对环境保护意识的增强，新能源汽车作为绿色出行方式的代表，正越来越受到人们的关注和青睐。
而作为新能源汽车的核心部件，电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）的设计与优化显得尤为重要。
本文将探讨新能源汽车中的电池管理系统的设计原理、优化方法及其对电池寿命和性能的影响。
首先，我们先来了解电池管理系统的设计原理。
电池管理系统是指对新能源汽车电池进行监测、控制和保护的一套系统。
其核心功能包括电池状态监测、均衡控制、充放电控制和温度管理等。
电池状态监测是BMS的关键功能之一，通过对电池的电压、电流、温度等参数进行实时监测，可以实现对电池的实时状态估计，包括电池容量、SOC（Stateof Charge）和SOH（State of Health）等指标。
通过准确获取这些指标，可以帮助用户了解电池健康状况，预测剩余续航里程，提高车辆的可靠性和使用寿命。
均衡控制是电池管理系统中的另一个重要功能。
由于电池寿命和性能的差异性，可能出现电池单体之间容量不一致的情况。
通过均衡控制，可以将电池单体之间的电荷和放电状态保持一致，延长整个电池组的寿命和性能稳定性。
充放电控制是电池管理系统的核心功能之一。
通过对电池充放电过程的控制，可以实现对电池的保护和优化。
例如，在充电过程中，BMS可以根据电池的SOC和温度等参数调整充电电流和充电电压，以避免过充和过放现象的发生，从而保护电池的安全性和寿命。
温度管理是电池管理系统中的另一个重要方面。
电池在工作过程中会产生一定的热量，过高的温度会降低电池的性能和寿命，甚至引发火灾等安全问题。
因此，BMS需要实时监测电池的温度，并根据监测结果控制风扇、散热器等冷却设备的运行，以维持电池的温度在安全范围内。
在电池管理系统的设计优化过程中，需要考虑以下几个方面：首先是硬件设计的优化。
电池管理系统的硬件包括传感器、采集电路、控制芯片等，必须保证其稳定性、可靠性和高精度。
电动汽车电池管理系统优化设计
电动汽车电池管理系统优化设计随着环境问题的日益加重以及石油资源的逐渐枯竭，电动汽车作为一种绿色、可持续的交通工具正逐渐受到人们的青睐。
而电动汽车的核心技术之一，就是电池管理系统（battery management system，简称BMS）。
本文将探讨电动汽车电池管理系统的优化设计，以提高电池的性能和寿命。
首先，电动汽车电池管理系统需要具备精确的电池监测和状态估计功能。
准确的电池监测可以实时获取电池的电压、电流、温度等参数，并通过算法对电池状态进行估计，包括电池容量、剩余寿命等。
这些数据和估计结果对于电池的安全运行和性能优化至关重要。
其次，电池管理系统需要具备均衡充放电功能。
电动汽车电池组中的各个单体电池由于制造工艺、使用环境等因素的影响，会出现充放电不平衡的情况。
这种不平衡会导致某些单体电池容量过早耗尽，从而影响整个电池组的性能。
因此，优化设计的电池管理系统需要能够实时监测各个单体电池的状态，并通过充放电均衡措施，如分流、均流等，来保持电池组中各个单体电池的状态一致。
另外，电动汽车电池管理系统的设计需要考虑充电过程的控制。
首先，对于充电速度的控制，既要保证电池能够快速充满以提高用户体验，又要避免快速充电导致电池温度过高，从而降低电池寿命。
其次，对于充电方式的选择，可以采用定时充电、定量充电等方式，以便调整充电周期和充电量，从而延长电池的使用寿命。
此外，电动汽车电池管理系统的设计还需要考虑温度管理。
温度对于电池的性能和寿命有着重要影响，过高或过低的温度都会影响电池的性能和寿命。
因此，电池管理系统需要能够监测电池组温度，并通过控制系统来调整电池的工作温度，以保证电池处于最佳温度范围内。
同时，还需要设计冷却系统，如风冷系统、液冷系统等，来降低电池的工作温度。
这样不仅能提高电池的寿命，还能提高电池的功率输出和安全性能。
最后，电动汽车电池管理系统的设计需要考虑安全保护功能。
电池的安全性是电动汽车发展的重要因素之一。
电池管理系统的研究与优化
电池管理系统的研究与优化一、电池管理系统的概述电动汽车已经渐渐成为人们生活中一个必不可少的交通工具。
电动汽车的核心技术之一是电池，而电池管理系统（BMS）则是保障电池性能、延长使用寿命、确保安全的重要组成部分。
本文将从电池管理系统的原理、优化方式、未来发展等方面进行剖析。
二、电池管理系统的原理1.传感器数据获取：BMS需要获取电池电压、电流、温度、SOC（剩余电量）、SOH（健康状态）等信息。
通过传感器将这些信息采集回来，并且通过AD转换处理进行计算处理。
2.算法控制：通过算法处理传感器数据，将其转化成相应的电池状态信息，并控制充电和放电。
3.通讯控制：BMS系统将获取的电池状态信息通过CAN等总线方式传递给其他汽车控制系统，以实现电池和汽车的通讯和监控。
三、电池管理系统的优化方式1.电池单体数据处理：通过BMS软件及硬件对电池单体数据的变化进行实时分析，发现并处理电池单体故障。
防止少数电池的故障影响整个电池组性能，提供更加准确的电池状态评估结果。
2.协同控制：BMS与其他车辆系统协同工作，以实现更加准确的电池管理和驱动控制。
例如，在不同的行驶模式下使用不同的电池管理策略，以适应不同的行驶环境。
3.控制算法：控制算法是电池管理系统的核心部分，合理的控制算法可以提供更加准确、自适应的电池管理策略。
例如，充电时可以选用恒流充电、恒压充电或混合充电等控制策略，以提高电池充电效率和延长电池使用寿命。
四、电池管理系统的未来发展1.安全性：安全性始终是电池管理系统的核心问题，当前不断出现的电动汽车起火事件，也再次证明了电池管理系统对电池安全的重要性。
未来的电池管理系统将更加注重安全性的设计，采取更加安全的控制算法、数据获取传感器和通信技术来实现安全保障。
2.智能化：未来的电池管理系统将越来越智能化。
例如，对于电池容量和充放电控制等问题，可以通过人工智能等技术来进行预测和优化调整，提高系统的性能和效率。
3.高集成度：未来的电池管理系统将实现高度集成，将更多的功能整合到一个芯片或系统中。
电动汽车电池技术研究与优化
电动汽车电池技术研究与优化一、引言近年来，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，越来越受到人们的关注。
然而，电动汽车的续航里程和充电时间等仍然是用户担心的问题。
而这些问题的核心在于电动汽车的电池技术。
本文将从电池材料、电池管理系统、充电技术、热管理以及电池寿命等方面，探讨电动汽车电池技术的研究与优化。
二、电池材料电池材料在电动汽车电池技术中起着至关重要的作用。
目前最常用的电池材料为锂离子电池材料。
随着科技的进步，锂硫电池、质子交换膜燃料电池等新型电池材料也逐渐被应用于电动汽车中。
不同的电池材料具有不同的特点和优势，如容量、能量密度和循环寿命等。
因此，研究人员需要通过对电池材料的性能分析和实验验证，优化电池材料的组成和制备工艺，以提高电池的性能和稳定性。
三、电池管理系统电池管理系统（BMS）是电动汽车电池技术中的重要组成部分。
BMS能够实时监测电池的电压、电流、温度等参数，并通过控制电池的充放电过程，保证电池的安全和性能。
优化电池管理系统的算法和控制策略，能够提高电池的能量利用率和充电速度，延长电池的寿命。
四、充电技术充电技术是影响电动汽车使用体验的关键因素之一。
目前，电动汽车充电技术主要包括交流充电和直流充电两种方式。
交流充电技术相对简单，充电设备成本较低，但充电时间较长。
而直流充电技术能够大大减少充电时间，提高用户的使用便利性，但设备成本相对较高。
因此，研究人员需要通过技术创新和改进，不断提高充电效率、缩短充电时间，提升充电设备的性能和智能化水平。
五、热管理电池在充放电过程中会产生大量的热量，而高温会加速电池的老化和损伤。
因此，在电动汽车电池技术中，热管理问题尤为重要。
通过优化电池散热系统、设计散热结构和控制热量分布，能够有效解决电池的热问题，提高电池的安全性和稳定性。
六、电池寿命电池寿命是衡量电动汽车电池技术成熟度的重要指标之一。
电池寿命受到循环次数、深度放电、温度和充电速度等多个因素的影响。
电动汽车的电池管理系统研究与优化
电动汽车的电池管理系统研究与优化随着环保理念的深入人心和汽车市场逐渐成熟，电动汽车的销售数量和市场份额逐年增加。
作为电动汽车的核心组成部分的电池，其管理系统在电动汽车运行和维护过程中具有至关重要的作用。
因此，对电动汽车的电池管理系统进行研究和优化，不仅可以提升电动汽车的续航能力和性能表现，更可以减少电池的损耗和寿命下降，从而降低电动汽车的使用成本和环保贡献。
电动汽车的电池管理系统主要由电池控制单元（BMS）、电池软件和硬件、电池组等部分组成。
其中，BMS起着至关重要的作用，其主要负责控制和管理电池的充放电过程，保护电池免受过度放电、过度充电、过热、过冷等因素的损害，从而保证电池的安全可靠性和寿命。
为了提升电池管理系统的性能表现和续航能力，一些优化方法和技术正在逐渐普及和应用。
其中，一种较为常见和有效的优化方法是电池自适应控制方法。
该方法通过对电池内部情况的感知和理解，实现电池的优化控制和智能匹配，达到提升电池使用效率和寿命的目的。
除此之外，电池的合理降温和热管理也是提高电池系统性能和寿命的重要手段。
在电池的工作过程中，电池会产生大量的热量，影响其性能和寿命。
因此，电池的热管理和降温需要被有效实现。
一些优化技术，如采用电池水冷降温技术、利用电池外壳散热等，可以达到控制电池温度的目的，提高电池的寿命和性能表现。
此外，在电动汽车的充电过程中，电池的充电效率和速度也是需要得到优化的。
在电池充电时，充电电流和充电时间等参数的合理控制，可以提高充电效率和速度，从而缩短充电时间，提升电动汽车的使用便捷性和使用效率。
综上所述，电动汽车的电池管理系统的研究和优化是电动汽车发展的关键技术之一。
通过采用先进的优化方法和技术，如自适应控制、热管理和充电优化等，可以提升电池系统的性能表现和续航能力，降低使用成本，为电动汽车的普及和发展做出贡献。
电动汽车BMS关键技术研究进展
电动汽车BMS关键技术研究进展摘要：近年来国家大力发展新能源汽车。
电池管理系统(BMS)是电动汽车的核心技术之一，它能够对电池的基本物理量进行监测，通过监测到的信息对电池荷电状态(stateofcharge，SOC)、健康状况以及故障状况进行分析，从而协调控制和优化电动汽车的电量分配。
本文主要介绍了BMS关键技术的最新研究进展，对电池均衡、荷电状态和热管理等BMS关键技术进行详细介绍，并结合国内BMS 应用实例，对未来进行展望。
关键词：电动汽车；BMS关键技术；研究进展引言近年来，随着新能源汽车发展，从市场规模来看,我国已经成为全球最大的新能源汽车市场,2021年新能源汽车产销突破350万辆,实现同比1.6倍的大幅增长。
从技术水平来看,我国已基本攻克了动力电池等主流电动化关键核心技术,建立了结构完整、自主可控的内循环产业体系。
而新能源汽车的电池分为压蓄电池和低压蓄电池，均为直流电源，目前在新能源纯电动汽车的生产中，汽车电池的故障出现是较为常见的问题，如果低压电池出现故障问题，故障会引起整辆车的控制器故障灯变亮。
在这样的情况下，会影响汽车的安全出行。
因此，在电动汽车控制器故障灯变亮后，应及时对这样的情况进行维修，对于汽车故障的排除较为重要。
一、BMS系统概述电池、电机和电气技术是电动汽车的核心技术，统称为“三电”，直接影响电动汽车的速度、范围等。
电动汽车的安全运行只有在三种技术有效协调和结合的情况下才能得到保证。
一旦其中一种技术有了短平板，车辆的性能就会直接受到影响。
发动机和电池技术对电动汽车性能的影响尤为突出。
例如，发动机性能取决于发动机的大小，电池容量直接决定汽车的寿命。
为什么“三重力”能够与电池技术和电机技术相协调，是研究者需要探讨和分析的主要课题。
电池续航时间尤其是电池管理系统(也称为BMS)的重要功能之一。
没有此系统，电池充电、电池续航时间都将大大降低。
因此BMS（电池管理系统）作为电控系统中的重要部分，肩负着电池均衡，信息采集及电池充放电管理等功能。
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万方数据
４２
电工电能新技术
第３３卷
异常等问题。
图８
Ｆｉｇ．８
ＢＭｓ在整车上的安装
ＢＭＳ ｉｎｓｔａＵａｔｉｏｎ
ｏｎ
ｖｅｈｉｃｌｅ
５６０ Ｏ
５６０ ｊ
５６１（）
５６１
５
５６２ Ｏ
５６２ ５
５６３
０
５６３
５
时间ｒｓ
一阶滞后滤波传递函数及滤波平滑系数基于 Ｒｃ一阶低通滤波器的特性进行推导。ＲＣ电路的 传递函数为：
万方数据
电工电能新技术 １ｍｓ，最大幅值可超过一１００Ｖ。瞬变电压的主要耦 合方式为传导耦合，通过共用的电源耦合进车内其 他电子系统中。再则，车身控制器、空调控制器和 ＤＶＤ等部件的主芯片、时钟电路、触发电路、数据线 和信号线等部分在工作过程中，会形成频段覆盖 １５０ｋＨｚ～２．５ＧＨｚ的电磁干扰。最后，有刷直流电 机、机械式电喇叭和点火系统等工作过程中产生的 电火花，能形成频谱很宽的辐射噪声。
图２ Ｆ培．２ ＢＭｓ电路结构
差模滤波电路，滤除电源线上的差模干扰，同时对板 内可能传导到外部的差模干扰亦能起到有效的抑制 作用。
ＢＭＳ ｈａｒｄｗ８ｒｅ ｓｔｍｃｔｕｒｅ
由于ＢＭｓ采用金属铝质外壳，车内电磁干扰对 ＢＭｓ的耦合有两种主要途径：车内的低频瞬态和各 种干扰直接通过ＢＭｓ的电源线以共模或差模干扰 的形式耦合进ＢＭＳ，而车内的各种辐射干扰场把能 量耦合在ＢＭＳ的连接线束上，形成共模干扰电流耦 合进ＢＭＳ。
●——，Ｖ、、ｎ‘——
高压动力系统的干扰
动力系统工作过程中，电机控制器ＩＰｕ和直流 变换器的开关器件ＩＧＢＴ和功率二级管工作在高速 开关状态，形成很高的ｄ“／ｄｆ和ｄｉ／ｄ￡，导致较强的 电磁干扰，并以传导和辐射的形式影响ＢＭＳ的正常 工作。 ２．２对ＢＭＳ耦合干扰机理 ＢＭＳ及其硬件电路结构如图２所示，电路主要 包括：电源模块、传感器模块、保护模块、ＭＣｕ模块 和通信模块等部分组成。
图７ Ｆｉｇ．７
ＢＭＳ地谐振问题优化
ｐｒｏｂｌｅｍ叩ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ
Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ
ＢＭＳ
扯√Ｒ：＋（２讥一去）
电容。
厂———■————————■—■丁
其中，Ｒ。为等效串联电阻；Ｌ为等效串联电感；Ｃ为 由式（１）可以看出，要取得较好的滤波效果，需 要综合考虑电容的容值大小、封装形式及寄生参数 等的影响，针对每个信号引脚，选用不同的磁珠和旁 １
ＢＭＳ电路原理的ＥＭＣ设计 供电电源电路
由于ＢＭＳ的电源线与１２Ｖ蓄电池和ＤＣ／Ｄｃ低 压输出端、电机控制器低压电源端并联，并与车用其 他电器设备共用电源系统，Ｄｃ／Ｄｃ和其他用电设备 产生的各种低频瞬态和高频干扰、共模干扰可通过 电源耦合进ＢＭｓ。为此设计如图３所示电源输入 电路。采用编号为Ｖ，的ＴＶＳ抑制电源输入中的瞬 态干扰和提供ＥＳＤ防护能力。采用编号为￡。和￡： 的大电流磁珠抑制电源输入中的高频干扰，同时也 抑制ＢＭＳ内部向外发射高频干扰。通过编号为￡，、 Ｃ，、Ｃ。、ｃ：和ｃ，构成的共模滤波器滤除电源输入中 的共模噪声和谐波干扰。通过Ｌ。、ｃ。、Ｃ。、Ｃ，和ｃ， 组成的Ｌｃ滤波电路滤除电源输入中的差模干扰。 ！：∑！．，．奴，． — —二Ｌ
可在ＢＭｓ的电路原理设计、印刷电路板设计和结构 设计等方面采取针对性的ＥＭｃ设计方法＂。。重点 对电源电路、敏感小信号采集电路、接口电路、ＰｃＢ 元器件布局和布线，并结合ＰｃＢ的ＥＭＣ仿真分析 和软件滤波技术，使ＢＭＳ具有较好的抗电磁干扰性
万方数据
第３期
李旭，等：电动汽车ＢＭＳ电磁兼容性能优化研究 ３．２印刷电路板的ＥＭＣ设计
图５模拟电源电路
Ｆｉｇ．５ Ａｎ８ｌｏｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃｉｒｃｕｉｔ
还应用ＥＭｃ仿真软件，对ＢＭＳ板极的ＥＭＣ问 题进行了建模仿真，以减少ＰｃＢ上的各种辐射能 量，并降低电源地平面谐振和电路回流路径阻抗。 图７中给出了应用ＥＭｃ仿真软件对ＢＭＳ地谐 振问题进行优化前后的对比图。通过仿真分析和优 化，地谐振幅度减小了１０ｄＢ以上，有效地提升了 ＢＭＳ的电磁兼容性能。
表１
Ｔａｂ． １
式中，ｘ（矗）为第＿ｊ｝次采样值；ｙ（七一１）为第而一１次 滤波输出值；ｙ（｜｜｝）为第五次滤波输出值；仪为滤波 平滑系数。 对式（３）两端同时取自然对数有：
ＢＣＩ测试过程中ＢＭｓ采集偏差
ＢＭＳ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｉｎ ＢＣＩ
ｔｅｓｔ
下。面雨
ｒ
‘４）
…
式中，ｒ为采样周期。 由厶＝１／（２叮ｒＲＣ）、晓＝１一ｅ一了及式（４）得到软 件滤波平滑系数为：
４１
ＢＭｓ采用四层电路板，中间两层分别为电源层 和接地层，顶层和底层为信号层。电源层分为５Ｖ 数字电路电源、１２Ｖ和１５Ｖ模拟电源，按功能将接 地层分隔开，为模拟电路、数字电路和大电流功率输 出电路设计单独的地。重点减小信号采集电路的走 线长度。经布局和布线优化后易受干扰的总电流信 号走线长度由２３０２．４９ｍｉｌ减小到６２３．３５ｍｉｌ。使得 ＢＭｓ系统的抗电磁干扰能力大幅增强。
５
已知截止频率五，可通过式（５）确定出滤波平 滑系数ａ。 长安中混电动车所用镍氢Ｈ４５型ＢＭｓ系统信 号采集周期ｒ＝１０ｍｓ，截止频率五＝５Ｈｚ，可得平滑 系数口＝０．０６２５，时间常数ｒ＝１６０ｍｓ。 图９中给出了ＢＭＳ有无软件滤波时，实车采集 的总电压信号。从图中可以看到，经滤波后的ＢＭｓ 采集的总电压信号更为平稳。说明软件滤波能有效 消除ＢＭｓ采集数据过程中的瞬间脉冲干扰、随机干 扰，使信号更平滑，解决了由于受到外部电磁干扰导 致的瞬间数据异常问题。
第３３卷第３期 ２０１４年３月
电工电能新技术
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ
Ｖ０１．３３．Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１４
电动汽车ＢＭＳ电磁兼容性能优化研究
李 旭１，王丽芳２，何举刚１，汪正胜１
（１．重庆长安汽车工程研究总院，重庆４０１１２０；２．中国科学院电工研究所，北京１００１９０） 摘要：电池管理系统（ＢＭＳ）是电动汽车能量管理的重要部分，它提供整车控制策略的重要参数，由 于电池管理系统工作于电动汽车恶劣的电磁环境之中，所以提高ＢＭＳ的抗电磁干扰性能对于保证 整车的安全可靠运行至关重要。基于长安中混电动车平台，分析了车内电磁环境及其对ＢＭＳ的耦 合干扰机理，并研究了ＢＭｓ的有效电磁兼容性设计技术，重点提升了ＢＭＳ的抗干扰性能。试验结 果表明，经优化设计后的ＢＭｓ能良好地适应电动车复杂的电磁环境。 关键词：电动汽车；电池管理系统；电磁兼容；电磁干扰
１２
ｃ６卡，Ｖｊ ｖ．Ｊ—Ｌ
Ｃ
阵
＊
＊
ｆｃ４ 寸ｃ
占
图３
Ｆｉｇ．３
１２Ｖ输入电源电路
１２Ｖ ｐｏｗｅｒ ｉｎｐｕｔ ｃｉｒｃｕｉｔ
ＢＭｓ板内的另外一个重要电源是＋５Ｖ的主工 作电源，如图４该电源工作的稳定性及抗干扰性能 直接影响到系统的信号采集准确度及稳定性。该电 源抗干扰的重要措施是由￡，、ｃ。、ｃ，组成的Ｌｃ １ｒ型
结论
电池管理系统（ＢＭｓ）是电动汽车能量管理的
重要部分，它提供整车控制策略的重要参数，但 ＢＭＳ系统在电动汽车强电磁干扰环境中工作时易 出现采集参数出现错误的问题，影响电动汽车的安 全可靠运行。为此，笔者基于长安中混电动车平台， 研究了车内电磁环境及其对ＢＭｓ耦合干扰机理，并 通过ＢＭｓ的有效电磁兼容性设计，重点提升了ＢＭｓ
ａ＝１一ｅ＿２毗７
经优化后，ＢＭＳ采集偏差大幅减小，达到设计
（５）
要求。装有本ＢＭｓ的４辆混合动力电动汽车分别 在江西南昌示范运行了７６０００ｋｍ、９９５７６ｋｍ、 ７０５６０ｋｍ和６１８８８ｋｍ均未出现动力电池参数采集 错误的问题，说明经ＥＭｃ优化设计后的ＢＭＳ能满 足电动汽车复杂电磁环境的使用要求。
Ｆｉｇ．９
图９有无软件滤波的总电压
Ｔｏｔ８ｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｗｉｔｈ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ矗ｌｔｅｒ
Ｇ㈤＝器＝者
将式（２）写成差分方程，经整理得： ｙ（克）＝（１一ａ）ｌ，（矗一１）＋仅ｘ（矗）
（２）
（ＢＣＩ）的测试方法¨１对ＢＭｓ的抗电磁干扰能力进 行了试验验证，共模电流大小为１００ｍＡ，试验频率 范围为２０—４００ＭＨｚ。 （３） 表１中给出了抗大电流注入测试过程中，经 ＥＭＣ优化设计前后，ＢＭＳ采集的动力电池总电压、 总电流和模块电压的最大偏差对比表。
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图４
Ｆｉｇ．４
＋５Ｖ电源电路
＋５Ｖ ｐｏｗｅｒ ｉｎｐｕｔ ｃｉｒｃｕｉｔ
ＢＭＳ的抗电磁干扰技术
针对上述ＢＭＳ外部的电磁干扰源和耦合机理 模拟电源电路主要为ＢＭｓ的模拟采集运放电 路提供稳定的双电源，如图５所示。 由Ｔｓｌ和ＩＣｌ构成具有正负输出电压的单端 反激型开关稳压电路。对该电路工作频率的选取较 为关键，工作基频需要避开传导及辐射抗扰度等测 试较敏感的频率段。
３．１．２关键敏感信号采集电路
ＢＭＳ内部的关键信号是动力电池的工作电流 信号，该信号的采集用于动力电池的安时容量积分 算法，计算动力电池的ｓＯｃ。该信号是ｍＶ级的弱 信号，由精密锰铜合金电阻ｓｈｕｎｔ作为传感器，因信 号幅度小，极易受到干扰，造成采集电流不准的问 题。为此，在ＢＭＳ的输入端口处采用共模抑制电感 和电容对采集的信号进行了共模滤波处理，如图６ 所示。
中图分类号：ＴＭ３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３．３０７６（２０１４）０３－００３９＿０５
１
引言
电池管理系统（Ｂａｎｅｒｙ
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ，
车复杂电磁环境的使用要求。
２
车内电磁环境及对ＢＭＳ耦合机理
ＢＭＳ）对动力电池的电压、电流和温度进行检测，估 算荷电状态（ｓｔａｔｅ