電池組結構系統組成可分為低溫鋰電池和管理系統兩大部分，一個(gè)是電池電芯，一個(gè)是電池保護板和其它線(xiàn)材附件，管理系統的保護功能是通過(guò)電流正負回路的兩個(gè)保護執行機構來(lái)完成的，其中正端的保護執行機構由獨立的專(zhuān)用IC 來(lái)實(shí)現，構成了保護功能的第二道“防線(xiàn)”。

上圖給出了電池組結構系統示意圖。電池部分由4 組電芯串聯(lián)而成，每組電芯包含了8 節并聯(lián)的2.5Ah 單體鋰電芯。

根據系統功能的定義，智能電池的功能框圖可以用圖3.6 來(lái)表示。管理系統按功能可以劃分為探測機構、判斷和決策機構、電量估算機構、信息交換和存儲機構、執行機構、均衡機構。探測機構完成電流傳感、電壓采集和溫度探測等功能。電量估算機構則由探測機構提供的電流數據，結合電池現有的狀況，經(jīng)一整套算法流程估算出剩余電量。判斷和決策機構用來(lái)研判是否出現過(guò)電流、過(guò)電壓、過(guò)放電、過(guò)溫度等異常狀況，并且根據電池的狀況做出決策，去控制執行機構。執行機構實(shí)現充放電通路的導通和斷開(kāi)。信息交換和存儲機構用來(lái)完成和儀表設備的信息交換以及異常信息的記錄的功能。充電過(guò)程中均衡機構可以消除由于電芯的差異而引起的各節電芯充電速度不一致的問(wèn)題。

系統工作流程

按功能模塊系統可分為異常監控模塊、異常處理模塊、通信和記錄模塊、電量估算模塊和低功耗管理模塊，上圖顯示了智能電池的工作流程圖。按照電池各項參數的特點(diǎn)可將監控參數分成快速響應參數和慢速響應參數兩個(gè)類(lèi)別?？焖夙憫顺潆婋娏骱头烹婋娏?，這兩個(gè)參數的值會(huì )由于不當的操作或外部環(huán)境的突發(fā)狀況發(fā)生突變，這需要系統有非?？斓捻憫俣?，以保證在出現電流異常的時(shí)候能夠及時(shí)處理。慢速響應包含了電芯電壓和電池溫度兩個(gè)參數。電芯的電壓波動(dòng)主要由于電池的充放電引起的，在某一段時(shí)間內數值比較穩定。放電情況下電池的容量越大電壓變化的越緩慢，充電情況則正好相反。電池溫度的變化主要由電芯在充放電過(guò)程中鋰離子在正負電極的嵌入和脫嵌造成的。出現短路或大電流的異常情況時(shí)，電芯的內阻作用也可能造成瞬間的溫升，但這種異?？梢酝ㄟ^(guò)電流的監控來(lái)預防。根據快速響應和慢速響應的特點(diǎn)，在設計系統時(shí)，將監控分成連續監控和周期性監控兩種。連續監控功能需要全天候工，故這部分系統設計時(shí)需要非常重視低功耗的設計；周期性監控是間歇性的工作方式，工作周期的長(cháng)度可以綜合功耗和電路的精確度來(lái)考慮。

低功耗管理模塊是系統中節能的核心工作部分，它掌管著(zhù)所有功能模塊何時(shí)開(kāi)始工作開(kāi)始何時(shí)停止工作。上文中提到的連續監控功能需要全天候工作，故不受低功耗管理模塊管理；周期性監控功能則由低功耗管理模塊來(lái)決定起始工作時(shí)間。

工作的流程大致如下：低功耗管理模塊首先等待監控周期的到來(lái)，開(kāi)啟周期性監控模塊，同時(shí)將監控的數據傳給異常處理模塊和電量估算功能模塊。異常處理模塊根據監控的反饋結果作出相應的處理，并將之記錄在存儲器中。外圍設備可以讀出這些異常日志。電量估算功能模塊則根據監控提供的電流數據開(kāi)始對用電的流量進(jìn)行積分統計，由此估算出剩余電量和剩余的續航時(shí)間。這兩項估算結果定時(shí)向儀器報告，以保證智能電池不發(fā)生電壓過(guò)低而被迫自動(dòng)關(guān)機的惡性事件。