归纳各国的电动汽车研讨状况,可以发现一起存在的一个现象,即电池是整个电动汽车研讨中出问题最多的部件。在电池出产的进程中,电池必需要经过化成检测工序,即在电池出产进程中需要对电池进行屡次充放电才干完结整个电池的出产。
所以化成操控体系的功用直接影响着锂电池的技能状况、运用寿数,并决议着放电时对电网的污染程度。为了满意电动汽车的实践运转需求,电池办理体系在功用、牢靠性、实用性、安全性等方面都做出了重要尽力。
电池办理体系简介:
电池办理体系(Battery Management System,BMS),电动汽车电池办理体系(BMS)是衔接车载动力电池和电动汽车的重要枢纽,其首要功用包含:电池物理参数实时监测;电池状况估量;在线确诊与预警;充、放电与预充操控;均衡办理和热办理等。
电池办理体系的运用:
电池办理体系(Battery Management System,BMS)的首要任务是确保电池体系的规划功用:
1)安全性,保护电池单体或电池组免受损坏,避免呈现安全事故;
2)耐久性,使电池作业在牢靠的安全区域内,延伸电池的运用寿数;
3)动力性,坚持电池作业在满意车辆要求的状况下。
动力电池的根本概念:
(1)电池容量
池容量是蓄电池的一个重要功用参数,它表明在必定放电率、温度、停止电压等的条件下,电池放出的电量。
电池容量用 C表明,其单位用安时(Ah)、毫安时(mAh)表明。
(2)充电速率和放电速率
此概念运用电池额外容量和充电时刻(放电时刻)的比值来表明,可以比较不同电池的充放电速度。
(3)电池的过充
电池的过充便是对电池进行了过度的充电,过充会给电池形成必定的危害。当快挨近充电完毕的进程时,即电池电量快满的时分,只能用小电流对电池进行低速率充电。因为只要小电流充电所发生的极化现象较轻,在电池内部积累的气体较少,并且给电池散热的时刻足够。
(4)充电停止电压/放电停止电压
当蓄电池充满电时,表明电池极板上的活性物质现已到达饱和状况,所以在这个时分即便持续对蓄电池充电,蓄电池的电压再也不会升高,此刻蓄电池的电压称为充电停止电压。类似地,放电停止电压便是放电时分能到达的最低电压。
(5)电池的内阻
蓄电池两头测得的阻值称为蓄电池的内阻。
(6)电池的生命周期及老化
电池的整个生命周期会阅历以下三个阶段:在刚开端运用阶段时,容量会增大5%~10%;接下来的阶段,容量坚持不变;最终一个阶段,电池容量开端渐渐削减。这段容量削减的阶段便是电池的老化阶段。一般来说,当电池容量降到额外容量的 80%时,则以为电池寿数完毕。
图1 车用BMS软硬件根本结构
电池办理体系的首要组成及功用:
(1)电池终端模块(首要进行数据收集,如:电压参数、电流参数、温度、通讯信号等);
(2)中心操控模块(首要与整车体系进行通讯,操控充电机等);
(3)显现模块(首要进行数据呈现,完结人机交互)。
为满意相关的标准或标准,BMS的这些组成模块要完结的如下作业:
(1)电池参数检测。包含总电压、总电流、单体电池电压检测(避免呈现过充、过放乃至反极现象)、温度检测(最好每串电池、要害电缆接头号均有温度传感器)、烟雾勘探(监测电解液走漏)、绝缘检测(监测漏电)、碰撞检测等;
(2)电池状况估量。包含荷电状况(SOC)或放电深度(DOD)、健康状况(SOH)、功用状况(SOF)、能量状况(SOE)、毛病及安全状况(SOS)等;
(3)在线毛病确诊。包含毛病检测、毛病类型判别、毛病定位、毛病信息输出等。毛病检测是指经过收集到的传感器信号,选用确诊算法确诊毛病类型,并进行前期预警。
电池毛病是指电池组、高压电回路、热办理等各个子体系的传感器毛病、执行器毛病(如接触器、电扇、泵、加热器等),以及网络毛病、各种操控器软硬件毛病等。电池组自身毛病是指过压(过充)、欠压(过放)、过电流、超高温、内短路毛病、接头松动、电解液走漏、绝缘下降一级;
(4)电池安全操控与报警。包含热体系操控、高压电安全操控。BMS确诊到毛病后,经过网络告诉整车操控器,并要求整车操控器进行有用处理(超越必定阈值时BMS也可以堵截主回路电源),以避免高温、低温、过充、过放、过流、漏电等对电池和人身的危害;
(5)充电操控。BMS中具有一个充电办理模块,它可以依据电池的特性、温度凹凸以及充电机的功率等级,操控充电机给电池进行安全充电;
(6)电池均衡。不一致性的存在使得电池组的容量小于组中最小单体的容量。电池均衡是依据单体电池信息,选用自动或被迫、耗散或非耗散等均衡方法,尽可能使电池组容量挨近于最小单体的容量;
(7)热办理。依据电池组内温度散布信息及充放电需求,决议自动加热/散热的强度,使得电池尽可能作业在最适合的温度,充分发挥电池的功用;
(8)网络通讯。BMS需要与整车操控器等网络节点通讯;一起,BMS在车辆上拆开不方便,需要在不拆壳的状况下进行在线标定、监控、晋级保护等,一般的车载网络均选用CAN;
(9)信息存储。用于存储要害数据,如SOC、SOH、SOF、SOE、累积充放电Ah数、毛病码和一致性等;
(10)电磁兼容。因为电动车运用环境恶劣,要求BMS具有好的抗电磁干扰才能,一起要求BMS对外辐射小。
图2 电池办理体系算法结构
小结
综上所述,老练的电池办理体系应该对电池组进行安全监控及有用办理,前进电池的运用功率,添加续驶路程、延伸电池运用寿数、下降运转本钱。电池办理体系在电动汽车开展的一起,其技能也取得了长足的前进。