动力电池控制器

动力电池控制器单元的主要功能是根据电池的实时状态计算电池实时容许的最大充/放电电流值，用于动力电池系统充/放电的实时控制，并通过CAN总线将实时容许的最大充/放电电流值和电池的其他变量（如工作电压、温度和SOC等）传递至ECU模块或其他功能模块以供使用。

动力电池控制器的核心子模块是电池管理系统的充/放电极限值计算模块（BMS−Charge/Discharge Limit Calculation），如图4−12所示。这个模块的输入量为开路电压（OCV）、电池温度（battery temperature）、电池内阻（internal resistance），输出量为最大充电电流（max charge current）和最大放电电流（max discharge current），其映射关系可表述为

图4−12 电池充/放电极限值计算模块

首先，计算根据实时的OCV值和内阻值估算最大充/放电电流值。在模型的初始化文件中，作为参数预置了电池的最大容许电压值Umax和最小容许电压值Umin，这个数据一般可以从供应商提供的产品说明书中获得。根据欧姆定律，最大充/放电电流可以表示为

式中，Umax为电池允许的最大工作电压，Umin为电池允许的最小工作电压。

然后，考虑热力学的影响，最终确定最大充/放电电流。设为电池工作允许的最高温度，通过一些逻辑计算来判定，当连续20 s的平均温度大于时，对前面计算得到的最大充/放电电流进行热力学校正。校正公式如下：

这样就得到了最终的最大充/放电电流。电池管理系统还有另一个重要作用，就是控制电池模块的开关，这个功能在本书介绍的Simulink模型中没有嵌入动力电池控制器而是嵌入ECU中。下节将对开关的控制策略做简单的介绍。

动力电池系统建模主要包括系统本身的状态描述和相应的控制器模型。动力电池固有的电化学机理导致系统呈复杂的非线性特征，因此，建模往往需要在准确性和适用性之间权衡，本书也是更多地从工程应用的角度介绍了查表模型和气化矩阵等在模型中的应用。