【技术】动力电池管理系统设计概述

发布时间:2022-07-07 14:46 阅读次数:
本文摘要:随着电动汽车更加多,在谋求对低能量密度、低安全性的电池之外,电池能量管理系统的重要性也日益提升。有所不同的动力电池具备有所不同的性质,即使是同一类型的电池性质也不存在不一致性,在用于过程中不会经常出现党内外导致事故的有可能再次发生。因此对动力电池系统展开有效地的管理借以保证电动汽车的安全性变得十分最重要,同时也必须确保电池系统的性能、缩短电池寿命、提升电池用于效率。

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随着电动汽车更加多,在谋求对低能量密度、低安全性的电池之外,电池能量管理系统的重要性也日益提升。有所不同的动力电池具备有所不同的性质,即使是同一类型的电池性质也不存在不一致性,在用于过程中不会经常出现党内外导致事故的有可能再次发生。因此对动力电池系统展开有效地的管理借以保证电动汽车的安全性变得十分最重要,同时也必须确保电池系统的性能、缩短电池寿命、提升电池用于效率。

  电池管理系统包含及原理  电池管理系统(BMS),即BatteryManagementSystem,通过检测电池组中各单体电池的状态来确认整个电池系统的状态,并根据它们的状态对动力电池系统展开对应的掌控调整和策略实行,构建对动力电池系统及各单体的充放电管理以确保动力电池系统安全平稳地运营。一种典型的电池管理系统拓扑图  一种典型电池管理系统拓扑图结构主要分成主控模块和从触模块两大块。具体来说,由中央处理单元(主控模块)、数据采集模块、数据检测模块、表明单元模块、控制部件(熔断装置、继电器)等包含。

一般通过使用内部CAN总线技术构建模块之间的数据信息通讯。  基于各个模块的功能,BMS能动态检测动力电池的电压、电流、温度等参数,构建对动力电池展开热管理、平衡管理、高压及绝缘检测等,并且需要计算出来动力电池剩下容量、充放电功率以及SOCSOH状态。

  电池管理系统的基本功能  电池管理系统的基本功能可以分成检测、管理、维护这三大块。明确来看,还包括数据采集、状态监测、平衡掌控、热管理、安全性维护等功能。  (一)数据采集  作为电池管理系统中其他功能的基础与前提,数据采集的精度和速度需要体现电池管理系统的好坏。

管理系统的其他功能比如SOC状态分析、平衡管理、热管理功能等都是以收集提供的数据为基础展开分析及处置的。  数据采集的对象一般为电压、电流、温度。在实际用于过程中,电池在有所不同温度下的电化学性能有所不同,造成电池所释放出的能量是有所不同的。

锂离子动力电池对电压和温度较为脆弱,因此在对电池的SOC展开评估时必需考虑到温度的影响。  (二)状态分析  对电池状态的分析主要是电池剩下电量及电池老化程度这两个方面,即SOC评估和SOH评估。SOC需要让驾驶员取得必要的信息,了解到剩下的电量对续航里程的影响。

现阶段的研究很多都集中于在对SOC分析上,不断加强其精确度。SOC的分析不会受到SOH的影响,电池的SOH在用于过程中受到温度、电流等持续影响而必须大大展开分析,以保证SOC分析的准确性。  在对SOC的分析上,主要有电荷计量法、开路电压法、卡尔曼滤波法、人工神经网络算法和模糊不清逻辑法等。

在这非常简单讲解电荷计量法和开路电压法这两种方法。  (1)电荷计量法  电荷计量法是通过对一段时间内电池充入释放出的电荷展开统计资料,即电流在时间上的积累来计算出来获得SOC。虽然是最常用的一种计量方法,然而不会受到很多因素的影响还包括数据使用精度、自放电问题等。

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比如由于电流传感器使用精度的严重不足,用作分数计算出来的电流与现实值之间不存在误差,使得SOC的结果偏差更加大。所以在使用电荷计量法时必须中用一些修正算法对各种影响因素展开校正,增加计算出来分析结果的误差。

  (2)开路电压法  开路电压法是在电池正处于静置状态下对电池的开路电压测量来计算出来电池的SOC。但必须留意的是使用开路电压法时一般指出SOC与电动势有一定的线性关系,给定一个SOC值都只对应一个电动势值。在使用开路电压法必需要考虑到电压泡泡效应,在电压没泡泡到平稳值时计算出来获得的SOC不会稍小。

与电荷计量法相比较,开路电压法在电池长时间工作时无法用于,这是它仅次于的问题。  只不过现阶段要对SOC展开十分准确的测量不存在相当大的艰难,比如由于传感器精度和电磁干扰引发取样数据的不精确带给状态分析的偏差。另外,电池的不一致性、历史数据、用于工况的不明确性也对SOC的计算出来带给相当大的影响。


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