什么是新能源汽车的能量管理系统

蓄电池能量管理系统直接监测及管理电动汽车的储能电池用刑全过程，包括蓄电池充放电过程管理，电池温度检测，电池电压和电流检测电量估计单体电池故障诊断等方面。实际应用中，重点在于根据采集到的每块电池的电压温度和充放电电流的历史数据，建立确定每块电池剩余能量的脚精确的数学模型。

一、电池管理系统的作用

是保证电池组在安全的工作区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应并进行处理，它也会根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。

二、热管理在整个系统中起着至关重要的作用。电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下(如低于0°C)对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命。

三、电池热管理系统是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。其主要功能包括:

1、在电池温度较高时进行散热，防止产生热失控事故

2、在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性

3、减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，降低电池组整体寿命。

【太平洋汽车网】vcu是新能源汽车的电控系统，这个系统是新能源汽车的核心部件，这个部件相当于汽油车的ecu。vcu可以控制新能源汽车的电动机工作，还可以控制新能源汽车上其他电子设备的运行。vcu相当于新能源汽车的大脑。

整车控制器VCU（Vehiclecontrolunit）作为新能源车中央控制单元，是整个控制系统的核心。VCU采集电机及电池状态，采集加速踏板信号、制动踏板信号、执行器及传感器信号，根据驾驶员的意图综合分析做出相应判定后，监控下层的各部件控制器的动作，它负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、整车发动机及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控等，从而保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性状态下正常稳定的工作。

可以说整车控制器性能的好坏直接决定了新能源汽车整车性能的好坏，起到了中流砥柱的作用。

各控制器独立控制车辆某一部件，无法总体考虑整车功能及性能需求。因此部分OEM为了实现整车定制功能及个性化设计，摆脱国外Tier1高昂的开发费及开发周期，有了整车控制器最初的概念设想。由于国内电控技术起步晚，OEM对国外Tier1的控制力不足，直到新能汽车快速发展，混合动力迫切需要解决燃油动力系统与电池动力系统之间的有效协调，纯电动车需要解决整车动力管理，因此明确了整车控制器的概念及功能定义，奠定了VCU获得的高速发展的基础。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

新能源车为什么能够行驶，光靠驾驶员发出操作意图、动力电池组提供能量、主电机提供动力是远远不够的，还需要一颗的聪明的“大脑”，使各系统能够彼此协作，满足整车动力性、经济性和安全性的目标，它就是“整车控制器”。

图

1：纯电动新能源车系统工作原理图整车控制器具有以下几方面的功能：

1、对新能源车行驶控制的功能新能源车的主电机会根据驾驶员操作意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下油门（加速踏板）或制动踏板时，主电机就会输出一定的驱动功率或再生制动功率。开度越大，输出功率越大。在这个过程中，整车控制器就是将驾驶员的操作意图翻译成了各系统能够执行的指令，实现车辆的正常行驶。

2、车辆网络化管理新能源车上有着大量的电子控制单元和传感器，彼此之间交换着数据，如：气囊高度阀传感器就会将气囊高度转化为电信号发送给整车控制器，如果高度低于预设值，整车控制器就会给相应的气囊电磁阀发出充气指令。这些数据通过CAN总线发送到整车控制器这个信息控制中心。

3、制动能量回收控制新能源车的电动机具有制动能量回收的功能，利用制动能量发电，发出的电反充给动力电池组。在这一过程中，整车控制器根据制动踏板的开度，以及动力电池的SoC值来判断是否能够进行制动能量回收，如果可以，则向电机控制器发出制动能量回收指令，否则通过制动器消耗车辆动能。

4、整车能量管理和优化在新能源车中，动力电池组除了给主动机供电外，还要给各类电动附件供电，为了获得最大里程，整车控制器负责整车的能量管理，当SoC值较低时，整车控制器对某些电动附件发出指令，降功率运行以增加续驶里程。

5、车辆状态监测和显示整车控制器会对车辆的状态进行实时检测，将各子系统的信息发送给仪表板显示出来。包括：电机转速、车速、电池电量、故障信息等。

6、外接充电管理实现外部充电桩与动力电池组的连接，监控充电过程。在不同充电阶段可以实现对充电电流的控制，遇紧急情况时，也可以自动切断充电电流。

（图/文/摄： 问答叫兽）Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鹏汽车P7 @2019

一、最佳制动能量回收控制策略

制动能量回收控制的工作原理是在制动力矩足够的基础上最大限度地回收能量，以满足新能源汽车的制动安全距离和制动性能。当制动需求较小时，再生制动系统完成制动，保证制动的安全性和稳定性。当提出更大的制动需求，即地面附着力增加时，电机再生制动力不足，最大制动力只能满足部分制动需求，其他制动力由液压制动提供。再生制动和液压制动的结合使得制动力的分配更加复杂，必须在保证运行安全的基础上进行分配，会影响控制效果，容易出现制动控制不稳定和不可控的问题，效果已经达到理论水平，不能完全实现能量回收最大化，制动时可能存在安全隐患。

二、理想制动力分配控制策略

理想制动力分配是指基于理想的动力分配曲线，在保证制动安全的前提下，对制动力进行合理的分配和控制。首先，在制动力需求较低的情况下，电机再生制动系统可以提供足够的动力，并且可以通过一个电机制动来分离。然而，随着车辆制动需求的增加，再生制动和液压制动系统相互配合，然后根据理想制动分配曲线的特点，利用路面附着力并根据实际需求进行分配，有效提高能量回收率，提高电机制动稳定性。但是，当理想的制动控制方式分布式，提高了对前、后轮轴载荷方向和制动所需制动力矩的监测要求时，必须采用动态实时监测的方式来保证数据的准确性，或者只有和前桥之间的精确控制和制动力矩才能保证制动控制策略的实施，确实很难实现。经过进一步研究，得出理想制动力分配控制下的能量回收效率和实际能量回收效率分别为53%和18%。

三、模糊控制策略

基于模糊控制理论，模糊制动控制策略将控制经验转化为定性的模糊控制规则，具有良好的适应性和容错性。通过对新能源汽车再生制动控制系统的建模，可以清晰地表达出再生制动控制中无法准确表达的规律，也可以清晰地展示影响再生制动控制的电池。首先，研究了能量回收问题。为了尽可能提高能量回收效率，提出了一种基于改进NMPC策略的新能源汽车再生制动能量管理策略。通过建模预测制动力分布。其次，提出了基于边界约束优化的再生制动控制策略。该控制策略以保证制动的安全性和稳定性以及系统中各部件的工作效率为参考和边界约束。制动力分配得到调整。在频繁制动的情况下，制动能量回收效果突出。