文档介绍：电动汽车的能源管理系统及辅助装置
节电动汽车的能源管理系统
节电源变换装置
节电动汽车制动能量回收系统
节燃料电池汽车氢安全系统
节电动汽车的基础设施
教学目的和要求：
了解电动汽车能源管理系统及辅助装置分类据应用需要，数据交换可采用不同的通信接口，如：模拟信号、信号、总线或I2C串行接口。
（6）安全管理具体功能为：防止电池过热而发生热失控；监测电池的电压、电流是否超过限制；防止电池过度放电，尤其是防止个别电池单体过度放电。
3、电池的估计和故障诊断
动力电池组管理系统应具有对的显示功能或汽车在线可行驶里程显示功能，的误差＜8%，配备故障诊断专家系统，可以早期预报动力电池组的故障和隐患。具有自检和诊断功能，以及高抗干扰能力。
4、电池的热管理系统
功能：
电池组温度过高时有效散热、低温条件下快速加热、保证所有电池单体较好的温度一致性以及有害气体产生时的有效通风。
5、安全防护
动力电池组的总电压可以达到200~400V，高电压应采取有效的隔离措施。一般要求将动力电池组及乘坐区分离。汽车停止使用时，自动切断电源，电动汽车发生碰撞或倾覆时，电池管理系统应能立即切断电源并报警，不会发生电解液对人体的伤害或引起火灾。
6、典型的电动汽车电池管理系统
（1）美国通用汽车公司1电动汽车的电池管理系统
电动汽车由27个铅酸电池供电，电池寿命为450个深放电周期，可放电深度80％，一次充电市内行驶里程113，高速公路行驶里程145。
（2）德国柏林大学研制的电池管理系统
主要功能包括：
防止电池过充过放、电池模块加平衡器实现均衡充电、基于模糊专家系统的剩余电量估计、电池组热管理、用神经元网络辨识电池老化信息、电池故障诊断，并且能及时调整模糊专家系统的参数、数据记录和存储，存储是为了电池诊断和维护工作保存历史数据。该电池管理系统是目前国际上功能比较齐全、技术含量比较高的先进的电动汽车用电池管理系统。
图8-3柏林大学设计的电池管理系统总体结构
在电动汽车上实现能源管理的难点，在于如何根据所采集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。在电动汽车上，除了有必要使用电池能量管理系统外，在选用电池组中的电池时，应尽量选用各种特性参数接近的电池，这对提高电池组中各电池的使用寿命也是非常重要的。
三、燃料电池汽车和混合动力汽车的能源管理系统
1．燃料电池汽车的能源管理系统
能源一般有三个：燃料的化学能、储能装置储存的能量和回收的汽车动能。用燃料电池替代了内燃机。
能源管理策略的任务就是控制汽车动力系统的能量传输和转换过程，从而达到期望的系统响应。具体地说，就是在不影响汽车性能和部件寿命的前提下，均衡各部件的工作负荷，从而降低能量损失，提高燃料经济性。
能源管理策略主要包括功率分配策略、速比控制和制动能量回馈策略三个组成部分。功率分配是核心问题。只有三者紧密结合，才能降低燃料消耗、延长燃料电池和蓄电池的使用寿命。
对于采用蓄电池的燃料电池汽车来说，能源管理策略的主要任务为：
① 在不损害蓄电池的情况下，满足汽车动力性的设计要求，保证可接受的驾驶性。
② 确定燃料电池系统的运行状态（开启或关闭）从而获得最大的燃料经济性。
③ 根据驾驶员转矩需求和子系统的限制条件来确定车轮转矩命令。
④ 确定动力系统的驱动模式和各模式之间的转换机制，确定传动系的速比。
其中，蓄电池工作状态的控制是能量管理策略所要解决的基本问题。主要考虑以下因素：
① 蓄电池效率是的函数，并及内阻密切相关。必须选择一个蓄电池的最佳工作区域，降低充放电损失，同时保留额外的吸收峰值功率的空间。
② 控制蓄电池的充放电深度，放电深度和频率会影响到电池的循环寿命。
③ 电池所存储的能量在整个循环工况下要达到平衡。
能源管理系统的结构
根据当前车速、电池等，以及驾驶员的转矩需求信号，决定当前汽车的最佳档位。如果转矩需求为负值，即为制动状态，就需要根据预先设定的制动能量回馈策略来确定电机的回馈转矩。在确定了所有负载的功率需求后，可以根据功率分配策略计算出对燃料电池系统的需求功率，来保证在满足当前动力需求的前提下获得较好的整车能量效率。
图8-5 燃料电池汽车能源管理系统结构
2．混合动力汽车的能源管理系统
（1）长安混合动力汽车的系统结构
该车的能源传递路线有四条:
第1条路线为从四缸电喷发动机到轮胎；
第2条路线为动力电池组到轮胎；
第3条为从发电装置到动力电池组；
第4条路线为轮胎到动力电池组，在汽车下坡或制动工况时，由发电机/电动机将汽车的再生或制动的能量存储到动力电池。