电动汽车结构与原理项目二 动力电池系统

Project2项目二动力蓄电池系统目录动力蓄电池概述1动力蓄电池组结构组成2蓄电池管理系统（BMS）3动力蓄电池系统学习目标1.了解动力蓄电池的定义、分类及技术参数。2.掌握动力蓄电池结构与原理。在国家标准GB/T19596-2017《电动汽车术语》中动力蓄电池(tractionbattery)的定义为：为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池。Power一、动力蓄电池的定义、分类及技术参数分类动力蓄电池化学电池物理电池生物电池123化学电池：是利用物质的化学反应产生电能的电池，如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。1234按工作性质原电池蓄电池燃料电池储备电池12345按电解质碱性电池有机电解质电池酸性电池中性电池固体电解质电池1234按正负极材料镍镉镍氢电池锂电池锌锰电池铅酸电池铅酸电池是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池成本低且技术成熟，目前大约95％的四轮低速电动车都在使用铅酸电池。镍氢电池是20世纪90年代发展起来的一种新型蓄电池。它的正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质主要由储氢合金制成，是一种碱性蓄电池。丰田普锐斯用镍氢动力蓄电池组优点缺点功率性能好电池的热效应明显低温性能好电池比能量较低循环寿命高标称电压低无污染高温充电性能差耐过充过放自放电大应用等比较成熟材料成本高管理系统相对简单具有较高的回收价值镍氢电池的特点锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。锂离子蓄电池具有工作电压高、比能量高、循环使用寿命长等优点，广泛应用在电动汽车中。锂离子动力蓄电池组优点缺点高能量密度安全性问题工作电压高低温性能差，内阻大自放电低过放电能力差充电效率高过充电能力差储存和循环寿命长管理系统复杂无记忆效应工作温度范围广环境污染低锂离子电池的特点锂离子电池磷酸铁锂电池01三元锂电池02锂离子蓄电池的负极是储锂材料，电解质是锂盐的有机溶液或聚合物，正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。目前，车用锂电池正极主要选用磷酸铁锂和三元两种材料。磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，具有循环寿命（100%DOD）达到800次以上、使用安全、可大电流快速放电、热稳定性好、金属资源丰富、无记忆效应等特点。北汽新能源EV160用磷酸铁锂电池EV160磷酸铁锂电池BYDE5“铁电池”曾经是比亚迪新能源汽车的一大标签。磷酸铁锂电池曾靠着更长的充放寿命和更好的安全性成功占领了市场的主流。但是磷酸铁锂电池有一个致命的缺点：能量密度低。比亚迪表示，从2018年起乘用车都将使用三元电池。三元锂电池正极使用镍钴锰酸锂三元材料，具有能量密度大、单体电压高、循环使用寿命（100%DOD）高、热稳定性好等特点。北汽新能源EV200用三元锂电池燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。理论热效率100%电化学反应清洁比能量高噪声低日本本土已经能见到已经上牌的Mirai氢燃料电池基本原理：把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质（铂）发生反应后，放出的电子通过外部负载到达阳极。燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60%～80%物理电池：是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池，如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。保时捷911GT3及保时捷918Spyder混合动力跑车均在两前轮处安装有飞轮电池，用于制动能量回收再利用。当飞轮转速上升时电池为储能状态，转速下降时，电池为功能状态。

超级电容功率密度极高，可达300W/kg-500W/kg，是普通电池的5-10倍，不过其内阻较大，不能用于交流电路。2010年上海世博会时，61辆超级电容公交投入运营。充电时间很短，仅需几十秒，但续航里程也仅能维持3-5公里，因此距走入百姓家庭还有不小差距。生物电池：是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。太阳能诱导的直接使用生物质发电的生物电池如图所示。这种生物电池依赖于POM催化剂(小瓶中所示)，当与光发生反应，它改变了颜色。SONY公司在2011年年底于东京举行的环保用品展上拿出了一种新的电池样品，利用纤维素酶使纸中的纤维素转换为葡萄糖，然后再使葡萄糖氧化发电。该电池所产生的动力可供一台小风扇使用。由于技术条件的制约，生物燃料电池的研究和使用还处于不成熟阶段,电池的输出功率小、使用寿命短，远没有达到全面推广的时期。电池技术参数电池电压1电池容量2放电制度4电池荷电状态3能量5功率6电池电压理论电压01开路电压02标称电压03放电终止电压04电池两个电极之间的电位差，称为电池的电压。电池的容量是指电池在一定放电条件下所能放出的电量，常以符号C来表示，常用单位为安培·小时（A·h）电池容量理论容量01标称容量02额定容量03实际容量04电池荷电状态(StateofCharge,SOC)是蓄电池放电后剩余容量与电池额定容量的百分比。SOC=Qr/Qn电池额定容量电池剩余容量相对量，取值为0≤SOC≤100%放电制度是表示蓄电池放电状态的参数。放电制度放电速度01放电温度02终止电压03电池的能量是指在一定放电制度下，电池所能输出的电能，通常用瓦时（W·h）表示。电池的能量反映了电池做功能力的大小，也是电池放电过程中能量转换的量度。对于电动汽车来说，电池的能量大小直接影响电动汽车的行驶距离。电池能量理论能量01实际能量02比能量03

各类动力蓄电池的体积比能量和质量比能量在一定放电制度下，单位时间内电池输出的能量，称为电池的功率，单位为W或KW。单位质量或单位体积电池输出的功率，称为比功率，单位为W/kg或W/L。比功率的大小表征电池所承受的工作电流的大小，是体现电池性能的一项重要指标。比能量高的动力蓄电池就像龟兔赛跑里的乌龟，耐力好，可以长时间工作，续航里程长。而比功率高的动力蓄电池就像兔子，速度快，可以提供很高的瞬间电流，以保证加速性能。E150EV动力蓄电池系统技术参数项目参数零部件号E00008217额定电压320V电芯容量66Ah额定能量21.12kWh连接方式1P100S电池系统供应商PPST电芯供应商ATLBMS供应商亿能总质量278kg总体积168L工作电压范围220～400V能量密度76Wh/kg体积比能量125Wh/L参数名称铅酸电池镍氢电池锂电池单体电池电压(V)21.23.2-3.7比能量(W·h/kg)30-5060-9070-160循环寿命（100％DOD）≥300次≥400次≥600次放电率(%/月)520-356-8快速充电能力一般较好好耐过充能力一般强差记忆效应无无无环境污染严重微小微小使用温度范围(℃)-20—+50-20—+50-20—+55价格(元/(W·h))<12-72-7项目钴酸锂锰酸锂三元锂磷酸铁锂电压（V）3.6-3.73.6-3.73.6-3.73.2-3.3比能量（W·h/kg）>150>100>140>70循环寿命（100%DOD）>600>600>600>800安全性低较高较高高热稳定性不稳定较稳定较稳定稳定过渡金属资源贫乏较丰富较丰富丰富原料成本昂贵较低较低低各种动力蓄电池的循环寿命主要车型电池配置车型电池类型比亚迪E6磷酸铁锂电池江淮和悦北汽EV160荣威E50金龙海格公交车比亚迪K9公交车磷酸铁锂电池宇通公交车众泰5008EV北汽EV200三元锂电池特斯拉S

1.锂离子2.锂聚合物

碱性电池镍镉电池镍氢电池燃料电池1.质子交换膜2.直接甲醇锂电池铅酸电池1.阀控式研发中……二、动力蓄电池的结构与原理1.镍氢电池镍氢电池正极负极隔膜电解液外壳接枝聚丙烯KOH为主的水溶液塑料、金属负极柱安全阀正极柱绝缘垫正极板电池壳隔膜负极板方形镍氢电池结构部件功能正、负极柱分别用于连接正、负极板，是电池与外电路的连接点。安全阀用于完成电池的密封，当电池内部压力过大时安全阀开启，释放气体，降低电池内部压力,提高电池安全性。电池壳电池反应的容器，同时完成电池的密封。绝缘垫实现电池极柱与电池壳体之间的绝缘。正、负电极电池反应的主体，电池的能量储存在正、负电极。隔膜隔离正、负电极，储存电解液，提供离子通道，阻隔电池内部正负电极之间电子的通道。密封圈负极壳顶盖安全阀隔膜正极负极圆柱形镍氢电池结构在应用过程中，由于活性物质的结构变化，电极会发生膨胀，圆柱形电池的耐压程度要远高于方形电池，所以一般圆柱形电池的安全阀开启压力要比方形电池高得多。方形电池在应用中容易发生膨胀，组合应用时需要采取防膨胀措施。镍氢电池的总反应是：理论电压：U=φ(+)-φ(-)负极电位正极电位计算得：U=0.390-(-0.928)=1.318(V)充电正极充电负极正极上的Ni(OH)2转变为NiOOH。在负极，析出的氢原子吸附在储氢合金表面，形成吸附态氢原子，然后再扩散到储氢合金内部，形成金属氢化物MH。充电原理过充电正极过充电负极过充电时，正极上会析出氧，然后扩散到负极上去极化反应，生成

离子。

充电原理放电放电镍氢电池放电时，NiOOH得到电子转变为Ni(OH)2，金属氢化物内部的氢原子扩散到表面形成吸附态的氢原子，再发生电化学氧化反应生成水。放电原理过放电正极过放电负极过放电时，正极活性物质中的NiOOH已经消耗完了，这时正极上会发生水分子被还原成OH-和氢气。负极上由于储氢合金的催化作用，使OH-与氢气反应又生成水。

放电原理反应原理：只有质子在正极、负极间转移，水参与正负极的单电极反应，但在整个反应过程中，不存在水的消耗，所以可以实现免维护。镍氢电池中的析氢、析氧反应是由与电极电势有关的热力学参数决定的，下图是镍氢电池中气体析出和消除与电极电势的关系。2.锂电池锂电池分类按正极材料按电解质电池形状封装外壳钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂聚合物、液态电解质方形、圆柱形、软包塑料、金属断电防爆结构盖帽（正极端）正极极耳外壳（负极端）顶隔圈负极极耳正极底部隔圈负极隔膜纸密封圈正极端负极端密封圈铝壳隔膜纸负极正极隔圈基本组成锂电池负极正极电解液隔膜安全阀含锂盐的有机溶液微孔聚丙烯和微孔聚乙烯防爆半球面铝膜正极基体材料为铝箔负极基体材料为铜箔负极材料多为锂离子嵌入碳化合物，有PC（石油焦）、MCMB(中间相碳微球)、CF（碳纤维）、石墨、LiXC6（锂-碳层间化合物）、Li3TiO3（钛酸锂）等；为提高电池的输出电流，采用薄电极设计，负极基体材料（负极集流体）为铜箔。负极基体材料过充和过放都会损坏负极材料，鼓包和负极晶格塌落，枝晶刺破隔膜导致短路。正极材料采用锂化合物LiXCoO2（钴酸锂）、LiXMnO2（锰酸锂）、LiFePO4（磷酸铁锂）、Li(NiCoMn)O2（镍钴锰酸锂）三元材料等；通常正极基体材料（正极集流体）为铝箔。正极基体材料电解质是含锂盐的有机溶液，为离子运动提供运输介质，一般用LiPF6（六氟磷酸锂）、LiAsF6（六氟合砷酸锂）等的混合溶液，形态有液体、胶体和固体。锂电池电解液隔膜通常使用微孔聚丙烯和微孔聚乙烯或者二者的复合膜，孔径一般在0.03~0.12um。允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起绝缘作用，隔膜被称为电池第三极。微观隔膜宏观隔膜隔膜：热失控防护；影响电池内阻、容量、循环性能，充放电电流密度。隔膜主要性能要求厚度均匀性：纵向、横向力学性能：抗穿刺强度、拉伸强度透过性能

：透气度、孔隙度理化性能：润湿性和润湿速度、化学稳定性、热稳定性、安全保护性能温度性能：闭孔温度、破膜温度圆柱形锂离子电池安全阀主要由上盖帽、PTC过流保护片、防爆半球面铝膜、下底板等组成。下底板一端与电池正极极耳焊接连接，是正极片与外部连接的过渡，另一端与防爆半球面铝膜点焊连接。上盖帽PTC过流保护片防爆半球面铝膜密封圈下底板安全阀结构图无论何种类型的锂离子电池，其基本工作原理是一样的，锂离子电池实际上是一种“浓差电池”

。锂离子电池工作原理图(a)充电过程(b)放电过程负极正极隔膜负极正极隔膜锂离子电解液锂离子电解液充电器负载电流电流充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入到负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，保持负极的电平衡。正极负极总反应放电时，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入到正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。负极正极总反应在正常充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出，一般只引起层间距变化，像摇椅一样，又叫“摇椅”电池。典型的锂离子电池充放电示意图摇椅电池在循环过程中，正极材料是提供锂离子的源泉。LiCoO2/C电池充电时锂离子从LiCoO2脱出，嵌入石墨层间的反应过程，放电时与之相反。电池反应过程中无电解液的消耗，也无气体等产生，仅为锂在正负极之间移动，所以电池可以做成完全密封电池。另外，在正常条件下，电池充放电过程中无副反应发生，所以锂离子电池的充电效率可以达到很高，甚至100%。目录动力蓄电池概述1动力蓄电池组结构组成2蓄电池管理系统（BMS）3学习目标1.了解电芯的型号规格。2.掌握电池组的组合方式。3.熟悉电池的并联数量与串联数量的选用流程。4.熟悉动力蓄电池组常用系统技术。在电池成组时，一般把未组装的电池叫做电芯或电池单体，而把连接上PCM板、有充放控制等功能的成品电池叫做电池。电芯的电压在5V之内，容量一般在2~200Ah范围内。成组单节18650电池特斯拉约7000节电池一、动力蓄电池成组（PACK）概述根据IEC61960-2011(锂离子电池电性能标准)规定，电池单体应按照A1A2A3N1N2N3命名。对于方形电芯，如ICP383450型号，就是指实体部分厚3.8mm、宽34mm、高度（长度）50mm的方形锂离子电芯。3.8mm34mm50mmICP383450型号对于圆柱形电芯，如ICR18650型号，就是指直径18mm、高度65mm的通用18650圆柱形锂离子电芯。目前我国主流动力锂电池主要以18650圆柱为主。65mmφ18mm

ICR18650型号2017年1月，特斯拉宣布与松下联合研发的新型21700电池开始量产，这是目前可量产电池中能量密度最高且成本最低的电池。由于单体电池的电压和容量较低，不能满足电动汽车高电压、大电流放电的实际需要。单节18650锂离子电池一般情况下，将单体电池通过串联或并联构成一个电池模块，再将多个电池模块通过串联或并联的方式组合成动力蓄电池组使用，满足电动汽车对电压和电流的需要。n个电池通过串联构成电池模块（简称nS）时，电池模块的电压为单体电池电压的n倍，而电池模块的容量为单体电池的容量。电池串联示意图电池并联方式通常用于满足大电流的工作需要。m个单体电池通过并联构成电池模块（简称mP）时，电池模块的容量为单体电池容量的m倍，电池模块的标称电压为单体电池的标称电压。电池并联示意图串并结合能够满足电池模块既提供高电压又要有大电流放电的工作条件。“先串后并”还是“先并后串”取决于电池的实际需求，通常情况下电池并联的工作可靠性高于串联。电池串并结合示意图在实际应用中，需要把单体电池进行串并联，以满足车辆的实际需求。动力蓄电池从单体到并联串联成组、成包的过程称为PACK。特斯拉电池组内部的16个电池包（85kWh）每个车型具有不同的技术要求，因此需要根据具体车型适配不同容量的电池组，进而确定串并联形式和电芯规格等。特斯拉北汽新能源EV200成组技术从分析整车质量、动力性能、充放电要求、续航里程等技术指标开始，选择电芯、设计并联电芯数量、串联电池数量，设计电池模组包装方式、模组在电池箱内布置方式、模组与电池箱体固定方式，电池电芯以及模组电极间的电连接方式；高压主回路控制方式、绝缘监测方式、主电路各个继电器主触点开闭状态监测方式，母线电流监测方式，每个电芯电压和温度巡检方式等，以及由此带来的蓄电池管理系统的硬件布置等一系列任务。设计要求：最高车速及持续时间；加速时间；整车质量kg、满载质量；最大爬坡度；迎风面积、┄┄风阻、轮胎变形阻力、坡道阻力、加速时驱动力计算出电机驱动力、额定功率、最大功率动力蓄电池最大功率以及容量。（瞬时功率、Ah、V）选择电芯材料、规格，并联电芯数和串联电池组数整备质量(kg)1295最大爬坡度(％)≥25最高车速(km/h)1250-50km/h加速时间(s)4.70-80km/h加速时间(s)9.7EV200整车技术参数表根据车辆的整车技术参数，计算出所需电机的额定功率、额定扭矩等。EV200电机技术参数表驱动电机功率（额定/峰值）（kW）30/53扭矩（额定/峰值）（N•m）102/180北汽新能源汽车EV200选用韩国SK品牌的三元锂电池，通过3个软包单体电芯并联构成一个电池模块，然后通过91个电池模块串联构成整车动力蓄电池组（简称为3P91S）。电池系统选择参数表电池系统电池品牌SK电池材料三元锂电池电芯容量NCM/Gr.30.5Ah电池容量(3p)91.5Ah电芯工作电压范围3.0—4.15V电芯的额定电压3.65V电池包额定电压332（3.65x91)电压范围270—377总电量(kWh)30.4电池系统循环寿命(90%DOD)≥3000工况续航里程（NEDC）200等速续航里程（60km/h）245百公里耗电量(kWh/100km)：15

蓄电池管理系统动力蓄电池模组动力蓄电池箱正负母线接触器和预充接触器盒维修开关EV200动力蓄电池包动力蓄电池成组（PACK）是将各单体电池进行串并联与保护控制板、充放电端口及外壳等组装在一起。成组要求安全性密封性散热性减震性结构布局充放电、电子元器件CR泡棉大电流布局、结构优化抗潮湿、雨淋阻燃材料电芯制造工艺流程成组一般工艺流程动力蓄电池箱体底板采用钢板冲压或铸铝制成，上盖采用玻璃钢成型。电池箱底板和上盖结合处通常有密封胶条，并且打上密封胶，保证防尘防水（IP67）。箱体线束接插件插座在箱体上结合处也有橡胶垫密封。接插件插针、插孔也有密封胶灌注。我们在维修时要注意保护密封件，拧紧螺栓时注意拧紧顺序和扭矩，保证密封可靠。PACK安全性可靠性成本寿命能量密度热管理机械设计电化学材料生产工艺工装设备仿真设备检测评价一致性控制蓄电池管理系统二、动力蓄电池组系统技术电池成组系统利用机械结构将众多单体电池通过串并联的连接起来，并考虑系统机械强度、热管理、蓄电池管理系统匹配等问题。电池成组作为动力蓄电池系统生产、设计和应用的关键步骤，是连接上游电池生产与下游整车运用的核心环节，需要大量成熟技术的相互交叉与协作，其主要运用的动力蓄电池组系统技术包括电池分选技术、电池组均衡控制策略等。确保电池组内各单体电池的一致性，是电池在动力蓄电池系统上可靠应用和保证电池特性充分发挥的关键所在。电池不一致性扩散示意图提高电池的生产制造工艺和技术水平是提升电池本身及成组应用性能的根本。在已有的技术水平下，通过配组时电池的分选降低电池的初始不一致性、通过使用过程中的检测和控制减缓不一致性的扩散是改善电池成组应用特性、提高动力蓄电池使用效率和电动汽车行驶特性的有效手段。1基于性能参数的分选技术2基于动态特性的分选技术3数值方法（1）基于性能参数的分选技术

电池成组应用时，通过电池分选可以提高成组电池的初始一致性。目前，生产厂家主要依据容量、内阻、电压和自放电率等参数进行电池分选配组，相应的有静态容量配组法、内阻配组法、电压配组法和自放电率配组法。以锂离子电池为例，一般分选条件为：0.2C放电率下容量差不大于3％，内阻差、平均放电电压差、自放电率差不大于5%。由于考虑因素单一，这类方法准确度较差。（2）基于动态特性的分选技术电池的充放电曲线直接表达了电池端电压、电流随时间的变化，还能反映充放电过程中电池内阻、表面温升等指标对时间的变化，集中体现了电池容量、内阻、表面温升、充放电电压平台、极化程度、寿命等参数。基于单体电池的充放电特性曲线对电池进行分选，可以综合考虑各种因素，大大提高成组电池的初始一致性。目前，主要采用的有阈值法、轮廓法、面积法、数字滤波法和斜率法等。（3）数值方法基于模糊决策和数据融合理论的分选算法在镍氢电池的分选中应用，取得了良好的效果。电池参数融合分类法、聚类方法也应用到锂离子电池的分选中。聚类是将一个数据集划分为若干个子集的过程，同一子集的数据对象具有较高的相似度，不同子集中的对象不相似，基于数据对象的属性取值确定相似度。动力蓄电池组系统技术均衡控制电池组的主要方法：1并行平衡充电2并联开关法3能量转移法4电阻并联均衡方案（1）并行平衡充电

这种方法电池组中每个单体电池都有独立的充电线路，实现各个单体电池的独立充电而互不干扰，但这种方法接线复杂且成本较高。（2）并联开关法

这种方法是在充电回路中，每个电池单体都并联一个受控开关，当每节电池电压高于其它电池时，对应的开关闭合使该节电池暂停充电，当其它电池电压与它相同时才断开开关，恢复正常充电。此种方法控制电路复杂且可靠性不高。（3）能量转移法

这种方法主要通过利用电感或电容储能元件，将各单体电池上的电量进行转移。这种均衡方案中，均衡模块通过继电器或开关管组成的开关网络与电池组并联。不同的是采用电感的能量转移方案通过总充电电流的分流而实现，采用电容的能量转移方案通过开关切换将相邻两节电池中能量较高的一节向能量较低的转移。能量转移均衡法不额外消耗能量，是一种无损均衡方案。但这种均衡方案电路中采用的开关管一般都是大功率器件，存在驱动问题，同时控制电路也较为复杂。（4）电阻并联均衡方案这种均衡方案是一种能耗型均衡方案。具体实施方法是在每个电池单体都并联一个电阻，通过电池组内单体电池的自消耗放电来达到电池组电压的一致性。这种方法受于均衡电阻发热的限制，一般均衡电流较小，充电电流较大时难以达到预期的均衡效果。目录动力蓄电池概述1动力蓄电池组结构组成2蓄电池管理系统（BMS）3学习目标1.掌握蓄电池管理系统的定义和基本功能。2.掌握动力蓄电池荷电状态估算。3.掌握蓄电池管理系统的结构形式和结构组成。4.了解蓄电池管理系统的工作模式。5.了解蓄电池管理系统的热管理。在国家标准GB/T19596-2017《电动汽车术语》中蓄电池管理系统(BatteryManagementSystem,BMS)的定义为：可以控制蓄电池输入和输出功率，监视蓄电池的状态（温度、电压、荷电状态），为蓄电池提供通讯接口的系统。一、蓄电池管理系统（BMS）定义蓄电池管理系统作为电池和整车控制器VCU以及驾驶者沟通的桥梁，通过控制接触器控制动力蓄电池组的充放电，并向整车控制器上报动力蓄电池系统的基本参数及故障信息。蓄电池管理系统不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的能力和延长电池的使用寿命，是电池保护和管理的核心部件。电池荷电状态(StateofCharge,SOC)是蓄电池放电后剩余容量与电池额定容量的百分比。SOC=Qr/Qn电池额定容量电池剩余容量相对量，取值为0≤SOC≤100%SOC估算对于蓄电池管理系统来说非常重要，它不仅是反映过充或过放的主要依据，还一定程度上把握着电池的健康信息。动力蓄电池内部的高度非线性以及电池组内部的不一致性决定了SOC估算的巨大难度。对于蓄电池管理系统（BMS）的研究现状而言，准确地估算电池的SOC数值是当前蓄电池管理系统的关键性技术之一；对于电动汽车而言，准确的SOC估算可以有效提高使用效率，优化驾驶，避免电池滥用从而延长电池的使用寿命。估算方法描述优点缺点开路电压法通过电池的开路电压和电池放电深度之间的相对单调、固定的对应关系估算SOC。通过实时采样电池放电时的端电压，查表求SOC，方法简单易行，可以直接比较准确的得到SOC。需要大量的电池充放电试验来存储足够多的典型数据；电池需要长时间静置，不能用于动态估算电池的SOC。安时计量法通过对电池充电或放电时的准确的电流时间累计来估算电池的SOC。在有足够的估算起始点可供查表使用时是一种简单、准确可靠、试用范围广的方法。需要较多的电池先验知识，电池积分因测量精度会导致累计误差；对干扰比较敏感，受温度、电池放电倍率影响较大。电阻检测通过计算电池的内阻来推算电池的SOC。理论简单，易操作，只考虑电池放电电流和内阻两个基本因数；在电池放电后期具有较高的精度和较好的适应性。SOC与电阻参数之间的关系复杂，对电池模型要求精确，用传统的数学方法很难建模：且只适应低SOC状态。估算方法描述优点缺点放电实验法通过对电池恒流连续放电，放电电流和放电时间的乘积即为剩余电量。方法简单可靠，估算精度高。需要时间较长；测量时电池需处于脱机状态，无法在线实时测量。卡尔曼滤波法将电池看作动力系统，将SOC作为系统的一个内部状态做出最小方差意义上的最优估计。可以得到SOC的估计值，并给出SOC的估算误差，在估算过程中能保持很好的精度，对噪声具有很强的抑制作用。需要建立准确的电池模型，计算量较大，内部参数确定困难。神经网络法通过模拟电池的动态特性来估算电池的SOC。快速、方便，具有较高的精度，可以根据现场的工况来确定电池的SOC，使用范围广。精确的数学模型难以建立，需要大量的参考数据来进行训练，学习速度慢，训练时间长；估计误差受训练数据和训练方法的影响较大；算法复杂，对硬件要求较高。结构形式集中式分散式集中—分散式二、蓄电池管理系统（BMS）结构集中式蓄电池管理系统分散式蓄电池管理系统通过对每个单体电池进行采样、监控和计算；1将计算或判断的结果发送到BMS中心处理器或直接通过总线传输到整车控制系统。2集中——分散式蓄电池管理系统蓄电池管理系统从结构性质上可分为硬件和软件。蓄电池管理系统的硬件包括主控盒（BCU）、从控盒(BMU)和高压盒等，还包括采集电压、电流、温度等数据的电子器件。北汽新能源EV160蓄电池管理系统实物图北汽新能源EV160主控盒北汽新能源EV160从控盒北汽新能源EV160高压盒北汽新能源EV160传感器北汽新能源EV160动力蓄电池控制框图底层软件：架构符合AUTOSAR标准，模块化开发容易实现扩展和移植，提高了开发效率。应用层软件是蓄电池管理系统的控制核心，包括电池保护、电气伤害保护、故障诊断管理、热管理、继电器控制、从控控制、均衡控制、SOC