人們對生存環(huán)境的持續(xù)關(guān)注促使了清潔型能源的發(fā)展，隨著清潔能源在生活中的不斷普及,電動汽車呈現(xiàn)了快速上升的趨勢,并逐漸取代現(xiàn)在流行的燃油車,甚至出現(xiàn)了一些電動貨車。

純電動和混合動力汽車市場正在快速上升，由于特斯拉等電動汽車品牌的推動，純電動汽車(EV)和混合電動汽車(pHEV)將成為未來汽車工業(yè)的重要部分。根據(jù)GVR（GrandViewResearch）公司的調(diào)研，受政府退稅，補貼政策的影響，到2025年，全球電動汽車市場將達(dá)到460億美元

最近，法國宣稱從2040年開始法國將全面停止出售汽油車和柴油車，此前德國也提出到2030年禁售燃油車的計劃。

挪威是世界上最大的石油生產(chǎn)國之一，為了在2025年之前禁用燃油汽車，挪威政府降低了購買電動汽車的增值稅。其次，政府提出了電動汽車不收取高速公路過路費，允許使用公交車專用車道，供應(yīng)免費的充電樁等政策。

此外，印度宣布到2030年市場上只能銷售電動汽車；英國宣布從2040年開始禁止銷售新的汽油車和柴油車，至少已經(jīng)有10個國家宣布了燃油車禁用計劃。

越來越多的電動汽車推出市場，但要想打破以燃油車為主的汽車市場，動力技術(shù)還要不斷提升。作為開發(fā)設(shè)計人員，開發(fā)一個可靠的，高效的，適應(yīng)性強的電池管理系統(tǒng)（BMS）是其中的關(guān)鍵。

本文將深入研究電池管理系統(tǒng)中的一些電力電子元件，它們是保證動力系統(tǒng)穩(wěn)定，安全的關(guān)鍵部件。

?電池管理系統(tǒng)(BMS)--電動汽車和混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)?電池管理系統(tǒng)可以被認(rèn)為是電池組的“大腦”，重要負(fù)責(zé)確保電池在安全狀態(tài)下工作。鋰離子電池是純電動汽車和混合動力汽車的理想儲能方法，它具有輕便、高能量密度、低自放電和記憶效應(yīng)等性能。

?但鋰離子電池方法也面對一些設(shè)計問題：

1.鋰離子電池放電出現(xiàn)的過熱問題

2.低于容量的5%會出現(xiàn)容量衰減

?電池管理系統(tǒng)可以被認(rèn)為是電池組的“大腦”，重要負(fù)責(zé)保護(hù)電池不在安全狀態(tài)下工作。電動汽車的重要電能儲存技術(shù)是鋰離子電池。輕便、高能量密度、低自放電和記憶效應(yīng)已經(jīng)將該技術(shù)用于EV、pHEV的理想解決方法。然而它們面對的一個關(guān)鍵設(shè)計問題。

?電池類似于小型炸彈，為確保其使用者的安全和可靠，電池要嚴(yán)格管理。電池的充電和放電是通過無法檢測的化學(xué)反應(yīng)完成的，在這個過程中，熱量起著根本性的用途；眾所周知，當(dāng)熱量新增時，導(dǎo)體電阻新增，反之電阻降低。

?電就像水相同，當(dāng)密封起來時，它是靜靜的，不流動的；一旦出現(xiàn)一個通路，它會流過阻礙最少的路徑。

?同樣用水作類比，把電池的單元看作是給城市供水管網(wǎng)供水的蓄水池。在每個蓄水池進(jìn)出口位置的調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)水壓，保證低壓時可以給所有的蓄水池供水，高壓時不能漲破水管。

?為了調(diào)節(jié)電池單元的能量流動，電池管理系統(tǒng)中，每個電池單元配有兩個場效應(yīng)管，分別用來做充電和放電控制開關(guān)，根據(jù)電池的荷電狀態(tài)、電壓和溫度條件選擇充電或放電。電池管理系統(tǒng)通過脈沖，打開和關(guān)閉這些場效應(yīng)管。因此要高隔離變壓器將控制電路電源部分隔離。pulse的ph9185.xxxnl系列具有高的絕緣特性，可以有效進(jìn)行控制電路與電源部分的隔離。

?EV、pHEV汽車中電池管理系統(tǒng)的三種方法

?1.電壓

電池管理系統(tǒng)是負(fù)責(zé)監(jiān)測每個電池的電壓狀態(tài)，防止電池出現(xiàn)過壓或欠壓，造成電池出現(xiàn)引起熱擊穿失效。因此保持電池單元電壓的一致性是至關(guān)重要的，電池管理系統(tǒng)采用均衡充電技術(shù)調(diào)整不一致的電池單元。為了實現(xiàn)均衡充電，BMS系統(tǒng)采用傳感器檢測每一個電池單元的電壓的升降，通過采集得的電壓信號判斷電池電壓是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。普思電子的pA4334系列電感，可以完成電壓的采集工作。

?2.溫度

電池管理系統(tǒng)也負(fù)責(zé)測量電池組的溫度。假如檢測到過熱情況，BMS系統(tǒng)會通過停止恢復(fù)性充電或減少電池包的放電的方式將單個電池單元的溫度控制在安全的操作范圍。

?3.荷電狀態(tài)（SoC）

電池管理系統(tǒng)的另一個重要的能量管理功能是確定電池的荷電狀態(tài)（SOC），確保所有電池都均勻放電，并防止放電低于閾值電壓，導(dǎo)致永久性的降低它們的容量。電池管理系統(tǒng)通過通訊方式接收每個電池單元剩余的電量，進(jìn)行庫倫計算。為保證數(shù)據(jù)的及時和準(zhǔn)確傳輸，保證通訊系統(tǒng)的安全性和抗干擾性能電子器件是十分重要的。pulse的HMU2102NL實現(xiàn)了通訊系統(tǒng)的安全隔離信號的抗干擾，它通過菊花鏈架構(gòu)可以支持多組串聯(lián)，實現(xiàn)同時監(jiān)測上百個電池單元。

?鋰離子電池儲能是通過電解液，持續(xù)的將從陽極置換出的鋰離子移動到陰極完成的。理想充電方式是恒流恒壓充電，在充電過程中要使用高電流電感器限制電流變化率和消除對充電電流紋波。pulse的pA434XNL系列可實現(xiàn)這個功能。

?一個好的電池管理系統(tǒng)的價值

總的來說，電池管理系統(tǒng)是確保電能存儲系統(tǒng)安全高效地運行。對EV、pHEV產(chǎn)業(yè)最重要的問題是證明電動汽車越來越好。

一般來說，汽車是很復(fù)雜的，有些司機并不真正了燃油汽車的工作狀態(tài)。但大多司機可以輕松的了解電動汽車和插電式混合動力車的工作狀態(tài)。這歸功于電氣工程師和設(shè)計師們通過創(chuàng)新力的磁性元件，有效地評估和控制每一個電池的性能和健康狀況，并將這些數(shù)據(jù)整合成一個強大的電池管理系統(tǒng)，使電能存儲系統(tǒng)更安全、更耐用。