一、项目成果简介

电池故障预警和健康管理系统（电池管理系统）可为电池系统提供多重安全保护，实现故障检测、判断、隔离、记录和定位，提高系统可靠性与安全性；同时可实现电池系统的健康状态管理与寿命管理，延长系统使用时间，在发现充电机故障时及时报警，系统能够提供可靠的性能及故障分析数据，为电池梯次回收利用建立相应的数据库；采用全新硬件结构电路架构设计针对电池组的供电进行通断控制，达到保护电池组安全的目的。

二、性能指标

  电池故障预警和健康管理系统包括电池监控系统、PHM云平台系统、充电机故障诊断系统及总压硬件保护系统，具体模块架构如图1所示。

图1 系统模块架构示意图

  电池监控系统具体实物图如图2所示，包括电压采集模块、温度采集模块、电流采集模块、开关量输入输出模块、绝缘监测模块、故障预警模块、状态估算模块、均衡模块、数据存储模块及通信模块。

图2 电池监控系统

电压采集模块用于实时检测各节单体电池的电压以及电池组总电压；温度采集模块通过电池组各预设位置温度传感器的设置，实现电池组的温度分布的检测；电流采集模块用于通过分流器或电流传感器实时检测获得电池组的电流；绝缘监测模块可实现高压电绝缘检测；故障预警模块实现对各节单体电池、以及蓄电池组的异常分析；开关量输入输出模块可控制接触器等保护装置和加热/冷却系统；状态估算模块采用平均及离散分布理念针对各节单体电池实现电池荷电状态及健康状态的检测，预测电池可工作时间及对全生命周期管理；均衡模块实现各节单体电池向平均电压或平均电量目标的均衡控制；数据存储模块用于存储电池监控系统中各模块工作中所涉及的数据；通信模块可与外界系统进行通信，报告电池信息。

PHM云平台系统经无线通信网络与PHM云平台进行通信，针对所接收各检测数据、以及所接收异常结果，实现向PHM云平台的上传，并且实现PHM云平台向控制器下发电池标定参数、以及报警阈值参数。PHM系统将电池数据和状态传输给云端平台，对电池的健康状态进行评估并预测电池的寿命。

充电机故障诊断系统，实物图如图3所示，针对机车内用于电池组充电的充电机，实现电压检测、电流检测，以及充电机工作状态的采集，同时基于与电池监控系统的通信，实现充电机的故障诊断，并针对异常结果进行报警。

图3 充电机故障诊断系统

总压硬件保护系统采用全新硬件结构电路架构设计，在电池管理系统失控的情况下，控制器能够通过判断电池的总电压切断输出接触器，达到保护蓄电池箱安全。

三、适用范围、市场前景

《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中要求大幅提升新能源汽车和新能源的应用比例，按照规划到2020年，中国纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，产值规模达到10万亿元以上。我国新能源汽车出现爆发式增长，在带动锂电池产业快速发展的同时，也成为电池管理系统行业发展的催化剂。《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中新能源汽车仍然是发展的重点。因此，该产品其经济寿命期预计20年以上，随着新能源产业的兴起，本项目产品未来的市场前景广阔，具有旺盛的生命力。

目前，动车机车、车辆、城轨列车的辅助或者牵引电源缺乏自我检测及保护功能，实行盲充盲放，易引发蓄电池组着火乃至爆炸发生；同时，由于充电机与机车控制系统之间数据通讯不够精确、故障显示过于简单，往往在机车行驶途中发生故障机车控制系统无法精确显示故障点。因此，为机车蓄电池配备电池故障预警和健康管理系统成为市场化进程中的重要环节。

四、投资概算

具体商谈

五、合作方式

  技术合作。