二次電池存在下面的一些缺點,如存儲能量少、壽命短、串并聯使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復雜的,不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(BMS)主要就是為了能夠提高電動車電池的利用率,防止電動車電池出現(xian)過充電(dian)和過放電(dian),延長(chang)電(dian)池的(de)使用壽命,監控電(dian)池的(de)狀態。隨著電(dian)池管理(li)系統的(de)發展(zhan),也會增添其它的(de)功(gong)能。
電動汽車電池管理系統的工作原理
電(dian)池(chi)(chi)管理(li)系(xi)統(BMS)是(shi)通(tong)過檢測動力(li)電(dian)池(chi)(chi)組中各(ge)單(dan)體電(dian)池(chi)(chi)的(de)狀(zhuang)態來確定(ding)整個電(dian)池(chi)(chi)系(xi)統的(de)狀(zhuang)態,并根據(ju)它們的(de)狀(zhuang)態對動力(li)電(dian)池(chi)(chi)系(xi)統進(jin)行對應的(de)控制調整和策略實施,實現對動力(li)電(dian)池(chi)(chi)系(xi)統及各(ge)單(dan)體的(de)充放電(dian)管理(li)以保證動力(li)電(dian)池(chi)(chi)系(xi)統安全(quan)穩(wen)定(ding)地運(yun)行。
典型(xing)電(dian)(dian)池(chi)管(guan)理(li)系統拓撲圖結(jie)構(gou)主(zhu)要分(fen)為主(zhu)控(kong)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)和從控(kong)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)兩大塊(kuai)。具(ju)體來說,由中央處理(li)單元(主(zhu)控(kong)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai))、數據采(cai)集模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、數據檢(jian)測(ce)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、顯(xian)示單元模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、控(kong)制部(bu)件(熔斷裝置、繼電(dian)(dian)器)等構(gou)成(cheng)。一(yi)般通過采(cai)用內(nei)部(bu)CAN總線技術實現模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)之間(jian)的(de)數據信息(xi)通訊。
基于各個模塊的功能,BMS能實時檢測動力電池的電壓、電流、溫度等參數,實現對動力電池進行熱管理、均衡管理、高壓及絕緣檢測等,并且能夠計算電動車電池剩余容(rong)量、充放電功率以及SOC&SOH狀(zhuang)態。
在汽車應用中,一(yi)般情(qing)況下總共會(hui)有100個(ge)以(yi)上的(de)電池(chi)(chi)測量(liang)點,而且系(xi)統的(de)模塊化將(jiang)決(jue)定一(yi)個(ge)給定的(de)電路系(xi)統測量(liang)多少個(ge)電池(chi)(chi)。最(zui)常見的(de)情(qing)況是,以(yi)安全斷接“維(wei)修插頭(tou)”方式,將(jiang)所(suo)有電池(chi)(chi)分成至少兩個(ge)子組。
通過在(zai)(zai)(zai)故障情況(kuang)下保持(chi)電(dian)(dian)(dian)壓低(di)于(yu)200V,這(zhe)(zhe)種方法最大限(xian)度地降低(di)了維修人員可能(neng)遇到的(de)觸電(dian)(dian)(dian)危險。外形(xing)尺(chi)寸較大的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)組(zu)(zu)意味著,要(yao)采用(yong)(yong)兩(liang)套隔離的(de)數據采集系統,每套也許支持(chi)50個電(dian)(dian)(dian)池(chi)分接頭。在(zai)(zai)(zai)有些情況(kuang)下,所有電(dian)(dian)(dian)子(zi)組(zu)(zu)件都(dou)在(zai)(zai)(zai)一(yi)個經濟實(shi)惠(hui)的(de)印刷電(dian)(dian)(dian)路(lu)板上,但是這(zhe)(zhe)需要(yao)大量(liang)互連(lian),或者電(dian)(dian)(dian)子(zi)組(zu)(zu)件也可以分散放置,更加緊密地集成在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)池(chi)模塊中(zhong),但是這(zhe)(zhe)需要(yao)采用(yong)(yong)遙測鏈接方法。為了實(shi)現可靠(kao)的(de)數據完整性,內置于(yu)汽車線(xian)束中(zhong)的(de)遠端測量(liang)功能(neng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)必須(xu)采用(yong)(yong)一(yi)種堅固型協議,例如廣泛(fan)使用(yong)(yong)的(de)CAN總線(xian)。
盡管真正(zheng)的(de)CAN總(zong)線接(jie)口涉及幾個(ge)(ge)網絡層,但是可以很方便地(di)采用PHY層構(gou)成BMS LAN結(jie)構(gou),以高效(xiao)率(lv)地(di)進行模(mo)塊內(nei)的(de)通信。該拓撲允許(xu)在(zai)幾個(ge)(ge)小型處理器(qi)之間(jian)分配(pei)計算工作量(liang),從(cong)而(er)降(jiang)低所需(xu)的(de)數據(ju)傳輸速率(lv),并減(jian)輕LAN方法可能引起(qi)的(de)EMI問題。最終的(de)BMS應用接(jie)口很可能是至一個(ge)(ge)主(zhu)系統管理處理器(qi)的(de)CAN總(zong)線接(jie)線,而(er)且將需(xu)要定義 (或在(zai)一開始規定) 特定的(de)信息事務處理。
電池管理系統的功能有哪些
1、電壓量(liang)測(必備)
2、通訊
3、SoC估算
4、SoH估算
5、異常警告
6、異常保護
7、均(jun)衡(heng)(被(bei)動(dong)均(jun)衡(heng)或主動(dong)均(jun)衡(heng))
8、其他管控(kong)電路(如(ru)電池回路繼電器控(kong)制)
9、溫度測量
10、電流測量
11、故障診斷