新能源电动汽车能量管理与回收系统培训讲义
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能源管理知识培训课件ppt
能源管理知识培训课件
汇报人:可编辑
2023-12-24
目录
CONTENTS
• 能源管理概述 • 能源基础知识 • 能源管理体系 • 节能技术与方法 • 能源管理案例分析 • 未来能源发展趋势与挑战
01 能源管理概述
CHAPTER
能源管理定义
能源管理定义
能源管理是对能源的供应、消费和存储进行规划、组织、控制和监督的过程, 旨在实现能源的有效利用和节约,降低对环境的影响,并确保能源的可靠性和 安全性。
06 未来能源发展趋势与挑战
CHAPTER
可再生能源发展前景
太阳能
随着光伏技术不断进步,太阳能发电成本持续降低,未来有望成 为主导能源之一。
风能
风能资源丰富,技术成熟度较高,未来发展潜力巨大。
生物质能
利用废弃物、农作物等生物质资源进行发电和供热,具有可持续性 。
智能电网建设与挑战
1 2
智能电网技术
能源管理涉及领域
能源管理涉及能源、环境、经济和社会等多个领域,需要综合考虑各种因素, 实现能源的可持续发展。
能源管理的重要性
01
02
03
提高能源效率
通过合理的能源管理,可 以优化能源的利用,提高 能源效率,降低能源消耗 和成本。
保护环境
有效的能源管理可以减少 能源的浪费和排放,降低 对环境的负面影响,实现 可持续发展。
汇报人:可编辑
2023-12-24
目录
CONTENTS
• 能源管理概述 • 能源基础知识 • 能源管理体系 • 节能技术与方法 • 能源管理案例分析 • 未来能源发展趋势与挑战
01 能源管理概述
CHAPTER
能源管理定义
能源管理定义
能源管理是对能源的供应、消费和存储进行规划、组织、控制和监督的过程, 旨在实现能源的有效利用和节约,降低对环境的影响,并确保能源的可靠性和 安全性。
06 未来能源发展趋势与挑战
CHAPTER
可再生能源发展前景
太阳能
随着光伏技术不断进步,太阳能发电成本持续降低,未来有望成 为主导能源之一。
风能
风能资源丰富,技术成熟度较高,未来发展潜力巨大。
生物质能
利用废弃物、农作物等生物质资源进行发电和供热,具有可持续性 。
智能电网建设与挑战
1 2
智能电网技术
能源管理涉及领域
能源管理涉及能源、环境、经济和社会等多个领域,需要综合考虑各种因素, 实现能源的可持续发展。
能源管理的重要性
01
02
03
提高能源效率
通过合理的能源管理,可 以优化能源的利用,提高 能源效率,降低能源消耗 和成本。
保护环境
有效的能源管理可以减少 能源的浪费和排放,降低 对环境的负面影响,实现 可持续发展。
电动汽车制动能量回收系统课件
优势
制动能量回收系统不仅可以提高电动汽车的能效和续航里程,还可以延长电池寿命,提高车辆的安全 性和稳定性。此外,制动能量回收系统的使用还可以减少对传统能源的依赖,降低能源成本。
系统的历史与发展趋势
历史
制动能量回收系统的概念最早可以追溯到20世纪90年代,但直到近年来随着电动汽车技术的快速发展,该技术才 得到广泛应用。
效率与性能评估
制动能量回收系统的效率与性能评估是衡量系统性能的重要指标,主要包括能量回收效率、系统响应 时间和稳定性等方面。
能量回收效率是指制动能量回收系统将动能转化为电能的效率,是评价系统性能的重要指标。系统响 应时间是指从车辆开始制动到能量回收系统开始工作的时间,也是评价系统性能的重要指标。稳定性 则是指系统在各种行驶工况下的表现,包括在不同路面、不同车速和不同负载下的表现。
介绍用于制动能量回收系统的控制策 略,如最优能量管理、滑模控制等。
分析如何实现实时控制,以满足电动 汽车在各种行驶状态下的性能需求。
算法优化
探讨如何通过改进控制算法来提高能 量回收效率和系统稳定性。
仿真与实验验证
仿真工具
介绍用于制动能量回收系统的仿 真工具和方法,如
MATLAB/Simulink、ADVISOR 等。
03
电动汽车制动能量回收系 统的设计与优化
系统结构设计
01
02
制动能量回收系统不仅可以提高电动汽车的能效和续航里程,还可以延长电池寿命,提高车辆的安全 性和稳定性。此外,制动能量回收系统的使用还可以减少对传统能源的依赖,降低能源成本。
系统的历史与发展趋势
历史
制动能量回收系统的概念最早可以追溯到20世纪90年代,但直到近年来随着电动汽车技术的快速发展,该技术才 得到广泛应用。
效率与性能评估
制动能量回收系统的效率与性能评估是衡量系统性能的重要指标,主要包括能量回收效率、系统响应 时间和稳定性等方面。
能量回收效率是指制动能量回收系统将动能转化为电能的效率,是评价系统性能的重要指标。系统响 应时间是指从车辆开始制动到能量回收系统开始工作的时间,也是评价系统性能的重要指标。稳定性 则是指系统在各种行驶工况下的表现,包括在不同路面、不同车速和不同负载下的表现。
介绍用于制动能量回收系统的控制策 略,如最优能量管理、滑模控制等。
分析如何实现实时控制,以满足电动 汽车在各种行驶状态下的性能需求。
算法优化
探讨如何通过改进控制算法来提高能 量回收效率和系统稳定性。
仿真与实验验证
仿真工具
介绍用于制动能量回收系统的仿 真工具和方法,如
MATLAB/Simulink、ADVISOR 等。
03
电动汽车制动能量回收系 统的设计与优化
系统结构设计
01
02
能源管理体系及节能知识培训ppt课件
企业能源管理的未来发展方向
建立完善的能源管理体系 企业应建立完善的能源管理体系,加强能源管理,提高能源利用 效率。
推广节能技术
企业应积极推广节能技术,降低能源消耗,减少环境污染。
加强国际合作
企业应加强与国际先进企业的合作,引进先进的能源管理技术和经 验。
THANKS
感谢观看
能源管理体系的认证
认证机构
认证流程
选择具有权威性和公信力的认证机构,对 组织的能源管理体系进行认证。
提交申请、文件审核、现场审核、认证决 定等步骤。
认证要求
认证益处
组织需满足认证机构规定的各项要求,包 括体系文件的完整性、符合性及实际运行 的有效性等。
通过认证,组织可以展示其良好的能源管 理绩效和承诺,提高市场竞争力,并获得 政府和行业的认可和支持。
交通节能技术
节能汽车
推广使用节能汽车,如混合动力 汽车、电动汽车等,降低交通能
耗。
智能交通系统
利用信息技术优化交通流量、信号 控制等,提高交通效率,减少拥堵 和不必要的停车。
绿色出ห้องสมุดไป่ตู้方式
鼓励使用公共交通、骑行、步行等 绿色出行方式,减少个体交通的能 耗和排放。
04
企业能源管理实践
企业能源管理体系建设
建立能源管理组织架构
明确各部门在能源管理方面的职责和 分工,确保能源管理工作的有效实施 。
电动汽车电池管理系统BMS知识培训课件
大电流可充放电容量低于额定容量,反之亦然。
不同温度下电池组的容量存在着一定的变化。电池组的一致性差别对电量的估算有重要的影响。
精确估计SOC的作用
1)保护蓄电池。
2)提高整车性能。
3)降低对动力电池的要求。
4)提高经济性。
精确估计SOC的作用
开路电压法
容量积分法
模糊逻辑推理和神经网络法
SOC
估计常用的算法
电池本体上包覆电热膜
电池上、下添加加热板
此处添加标题文本
动力电池电安全管理系统的功能动力电池数据通信系统
动力电池的电安全管理及数据通讯
05
主要包括烟雾报警、绝缘检测、自动灭火、过电压和过电流控制、过放电控制、防止温度过高、在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。
动力电池电安全管理系统的功能
动力电池在电动车辆上安装应用,因此必须满足车辆部件的耐振动、 耐冲击、耐跌落、耐盐雾等强度要求,保证可靠应用。
SOC估计常用的算法
均衡系统的分类能量耗散型均衡管理非能量耗散型均衡管理
动力电池的均衡管理
03
能量耗散型均衡主要通过令电池组中能量较高的电池利用其旁路电阻进行放电的方式损耗部分能量,以期达到电池组能量状态的一致。如混合动力汽车。
能量非耗散型均衡能量非耗散式均衡电路拓扑结构目前已出现很多种,本质上均是利用储能元件和均衡旁路构建能量传递通道,将其从能量较高电池直接或间接转移至能量较低的电池
不同温度下电池组的容量存在着一定的变化。电池组的一致性差别对电量的估算有重要的影响。
精确估计SOC的作用
1)保护蓄电池。
2)提高整车性能。
3)降低对动力电池的要求。
4)提高经济性。
精确估计SOC的作用
开路电压法
容量积分法
模糊逻辑推理和神经网络法
SOC
估计常用的算法
电池本体上包覆电热膜
电池上、下添加加热板
此处添加标题文本
动力电池电安全管理系统的功能动力电池数据通信系统
动力电池的电安全管理及数据通讯
05
主要包括烟雾报警、绝缘检测、自动灭火、过电压和过电流控制、过放电控制、防止温度过高、在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。
动力电池电安全管理系统的功能
动力电池在电动车辆上安装应用,因此必须满足车辆部件的耐振动、 耐冲击、耐跌落、耐盐雾等强度要求,保证可靠应用。
SOC估计常用的算法
均衡系统的分类能量耗散型均衡管理非能量耗散型均衡管理
动力电池的均衡管理
03
能量耗散型均衡主要通过令电池组中能量较高的电池利用其旁路电阻进行放电的方式损耗部分能量,以期达到电池组能量状态的一致。如混合动力汽车。
能量非耗散型均衡能量非耗散式均衡电路拓扑结构目前已出现很多种,本质上均是利用储能元件和均衡旁路构建能量传递通道,将其从能量较高电池直接或间接转移至能量较低的电池
新能源汽车技术概论课件第8章 新能源汽车制动能量回收系统
• 制动过程中,制动控制器根据制动踏板的开度(实际为主缸压力), 判断整车的制动强度,确定相应的摩擦制动和再生制动的分配关系。
• 8.5.2 电动汽车制动能量回收系统的原理
• 电动汽车制动能量回收系统的结构原理图,如图所示。电动汽车的 制动过程是由液压摩擦制动与电机再生制动协调作用完成的。再生制动 系统主要是由轮毂电机、电机控制器、逆变器、制动控制器和动力蓄电 池等主要部件组成。制动能量回收的实现过程如下:
• 1. 过电压产生的原因 • 大功率IGBT使用的驱动电路板上一般提供IGBT的驱动电路、过电流
保护、软降栅压和软关断驱动保护电路,这些保护措施是一种逐个 脉冲保护。该-di/dt在主回路的布线上引起较大的-Ldi/dt,如图所 示。
• 2.缓冲吸收电路的工作原理 • 抑制过电压的有效方法是采用缓冲吸收电路( Snubber Circuit)。 IGBT的关断缓冲吸收回路分为充放电型和放电阻止型两类。
• 图所示为利用液压储能原理设计的一种制动能量再生回收系统。系 统由发动机、液压泵、液压储能器、联动变速箱、驱动桥、液控离 合器和液压控制系统组成。
• 3.电化学储能
• 其工作原理是:首先将车辆在制动或减速过程中的动能,通过 发电机转化为电能并以化学能的形式存储在储能器中;当车辆需要 起动或加速时,再将存储器中的化学能通过电动机转化为车辆行驶 的动能。
• 8.1.2 制动中的能量损耗
• 8.5.2 电动汽车制动能量回收系统的原理
• 电动汽车制动能量回收系统的结构原理图,如图所示。电动汽车的 制动过程是由液压摩擦制动与电机再生制动协调作用完成的。再生制动 系统主要是由轮毂电机、电机控制器、逆变器、制动控制器和动力蓄电 池等主要部件组成。制动能量回收的实现过程如下:
• 1. 过电压产生的原因 • 大功率IGBT使用的驱动电路板上一般提供IGBT的驱动电路、过电流
保护、软降栅压和软关断驱动保护电路,这些保护措施是一种逐个 脉冲保护。该-di/dt在主回路的布线上引起较大的-Ldi/dt,如图所 示。
• 2.缓冲吸收电路的工作原理 • 抑制过电压的有效方法是采用缓冲吸收电路( Snubber Circuit)。 IGBT的关断缓冲吸收回路分为充放电型和放电阻止型两类。
• 图所示为利用液压储能原理设计的一种制动能量再生回收系统。系 统由发动机、液压泵、液压储能器、联动变速箱、驱动桥、液控离 合器和液压控制系统组成。
• 3.电化学储能
• 其工作原理是:首先将车辆在制动或减速过程中的动能,通过 发电机转化为电能并以化学能的形式存储在储能器中;当车辆需要 起动或加速时,再将存储器中的化学能通过电动机转化为车辆行驶 的动能。
• 8.1.2 制动中的能量损耗
能源管理知识培训课件
设立能源管理岗位
明确岗位职责和权限,确保能源管理工作的有效实施。
能源管理制度建设
1 2
制定能源管理规章制度
明确能源管理的要求、标准和流程,规范能源使 用行为。
建立能源计量和统计制度
对能源使用进行实时监测和统计,为能源管理提 供数据支持。
3
建立能源审计和评估制度
定期对能源使用情况进行审计和评估,发现问题 及时整改。
响应和处理。
04 能源管理技术应用
节能技术应用
高效电动机技术
采用高效电动机,提高电机效率 和功率因数,减少能源浪费。
变频调速技术
通过变频调速技术,实现电机速 度的精确控制,减少能源消耗。
绿色照明技术
采用高效节能灯具和智能照明控 制系统,降低照明能耗。
新能源技术应用
太阳能技术
利用太阳能光伏发电和太阳能热水器等设备,实 现太阳能的利用。
未来能源管理面临的挑战与机遇
技术创新
未来能源管理需要不断进行技术创新,开发出更加高效、 安全、环保的能源技术和设备,以满足全球日益增长的能 源需求和应对气候变化的挑战。
政策支持
政府应加大对能源管理领域的政策支持力度,包括投资、 税收、法规等方面,以鼓励企业进行技术创新和绿色能源 的开发利用。
国际合作
全球各国应加强在能源管理领域的合作,共同应对全球气 候变化和能源安全等挑战,促进全球能源的可持续发展。
明确岗位职责和权限,确保能源管理工作的有效实施。
能源管理制度建设
1 2
制定能源管理规章制度
明确能源管理的要求、标准和流程,规范能源使 用行为。
建立能源计量和统计制度
对能源使用进行实时监测和统计,为能源管理提 供数据支持。
3
建立能源审计和评估制度
定期对能源使用情况进行审计和评估,发现问题 及时整改。
响应和处理。
04 能源管理技术应用
节能技术应用
高效电动机技术
采用高效电动机,提高电机效率 和功率因数,减少能源浪费。
变频调速技术
通过变频调速技术,实现电机速 度的精确控制,减少能源消耗。
绿色照明技术
采用高效节能灯具和智能照明控 制系统,降低照明能耗。
新能源技术应用
太阳能技术
利用太阳能光伏发电和太阳能热水器等设备,实 现太阳能的利用。
未来能源管理面临的挑战与机遇
技术创新
未来能源管理需要不断进行技术创新,开发出更加高效、 安全、环保的能源技术和设备,以满足全球日益增长的能 源需求和应对气候变化的挑战。
政策支持
政府应加大对能源管理领域的政策支持力度,包括投资、 税收、法规等方面,以鼓励企业进行技术创新和绿色能源 的开发利用。
国际合作
全球各国应加强在能源管理领域的合作,共同应对全球气 候变化和能源安全等挑战,促进全球能源的可持续发展。
能源管理体系培训课件
信息化与智能化
信息技术和人工智能的发展为能源 管理体系的信息化和智能化提供了 可能,未来将实现更加智能化的能 源管理。
绿色低碳发展
绿色低碳发展是未来能源管理体系 的重要方向,企业将更加注重可再 生能源的利用和低碳技术的研发。
02 能源管理体系标 准与要求
能源管理体系标准的核心内容
能源管理体系标准的概述
05 能源管理体系的 持续改进与创新 发展
持续改进的方法与途径
01
02
03
定期评估与审查
对能源管理体系进行定期 评估,识别存在的问题和 改进空间,制定相应的改 进措施。
数据驱动决策
收集和分析能源数据,找 出能源消耗的瓶颈和潜力 ,为持续改进提供科学依 据。
跨部门协作
加强跨部门之间的沟通和 协作,共同推动能源管理 体系的持续改进。
介绍能源管理体系标准的起源、发展历程和主要内容,以及其在企业能源管理中 的作用和意义。
能源管理体系标准的框架结构
详细解析能源管理体系标准的框架结构,包括管理职责、资源管理、能源因素管 理、能源管理体系文件、能源管理体系运行控制、能源管理体系监视测量与分析 、改进等部分。
能源管理体系的建立与实施
建立能源管理体系的步骤
介绍能源管理体系的审核流程和方法 ,包括审核准备、现场审核、审核报 告编写和整改等环节。
能源管理体系的认证
新能源电动汽车能量管理与回收系统培训讲义
第 10 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.纯电动汽车能量管理系统的组成 纯电动汽车能源管理系统主要由电池输入控制器、车辆运行状态参数、 车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控制器、电机发电机系统 控制等组成。
第 11 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
2.电池荷(充)电状态指示器 电池荷(充)电状态指示器是能源管理系统的一个重要组成。电动汽车蓄电 池中储存有多少电能,还能行驶多少里程,是电动汽车行驶中必须知道的 重要参数。与燃油汽车的油量表类似的仪表就是电池荷(充)电状态指示器, 它是能源管理系统的一个重要装置。因此,在电动汽车中装备满足这一需 求的仪表即电池荷(充)电状态指示器。
(5)一致性补偿。当电池之间有差异时,有一定措施进行补偿,保证电 池组表现能力更强,并有一定的手段来显示性能不良的电池位置,以便修 理替换。一般采用充电补偿功能。设计有旁路分流电路,以保证每个单体 都可以充满电,这样可以减缓电池老化的进度,延长电池的使用寿命。
(6)通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通讯。在电动汽车上实 现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和充 放电电流的历史数据,建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型, 即准确估计电动汽车蓄电池的SOC状态。
能量管理系统在电动汽车中非常重要,它由硬件系统和软件系统组成,如图所 示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据,控制完成电池的充 电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调 节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。能量 管理系统中最主要的是电池管理系统。
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.纯电动汽车能量管理系统的组成 纯电动汽车能源管理系统主要由电池输入控制器、车辆运行状态参数、 车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控制器、电机发电机系统 控制等组成。
第 11 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
2.电池荷(充)电状态指示器 电池荷(充)电状态指示器是能源管理系统的一个重要组成。电动汽车蓄电 池中储存有多少电能,还能行驶多少里程,是电动汽车行驶中必须知道的 重要参数。与燃油汽车的油量表类似的仪表就是电池荷(充)电状态指示器, 它是能源管理系统的一个重要装置。因此,在电动汽车中装备满足这一需 求的仪表即电池荷(充)电状态指示器。
(5)一致性补偿。当电池之间有差异时,有一定措施进行补偿,保证电 池组表现能力更强,并有一定的手段来显示性能不良的电池位置,以便修 理替换。一般采用充电补偿功能。设计有旁路分流电路,以保证每个单体 都可以充满电,这样可以减缓电池老化的进度,延长电池的使用寿命。
(6)通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通讯。在电动汽车上实 现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和充 放电电流的历史数据,建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型, 即准确估计电动汽车蓄电池的SOC状态。
能量管理系统在电动汽车中非常重要,它由硬件系统和软件系统组成,如图所 示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据,控制完成电池的充 电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调 节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。能量 管理系统中最主要的是电池管理系统。
电动汽车的能量管理与回收系统PPT课件
第 17 页
5.1.3 混合动力电动汽车能量管理系统
3.混联式混合动力电动汽车的能量管理策略 混联式混合动力电动汽车由于其特有的传动系统结构,如采用行星齿轮 传动,除了采用瞬时优化能量管理策略、全局优化能量管理策略和模糊能 量管理策略(与并联式混合动力汽车能量管理策略原理类似)以外,还有一 些特有的能量管理策略: (1) 发动机恒定工作点策略。由于采用了行星齿轮机构,发动机转速可以 独立于车速变化,这样使发动机工作在最优工作点,提供恒定的转矩输出, 而剩余的转矩则由电动机提供。这样电动机来负责动态部分,避免了发动 机动态调节带来的损失,而且与发动机相比,电动机的控制也更为灵敏, 易于实现。 (2) 发动机最优工作曲线策略。发动机工作在万有特性图中最佳油耗线上, 只有当发电机电流需求超出电池的接受能力或者当电动机驱动电流需求超 出电动机或电池的允许限制时,才调整发动机的工作点。
RX1
R305 390 R306 390 R307 6.2K
VCC IN EX VDD OUT
GND 6N137
R308
390 304 C306
CLKOUT
CS RD WR ALE INT
MODE VDD1 VDD2 VDD3
VSS1 VSS2 VSS3
C305 104
U306 GND OUT VDD
EX IN
VCC
R311 390
5.1.3 混合动力电动汽车能量管理系统
3.混联式混合动力电动汽车的能量管理策略 混联式混合动力电动汽车由于其特有的传动系统结构,如采用行星齿轮 传动,除了采用瞬时优化能量管理策略、全局优化能量管理策略和模糊能 量管理策略(与并联式混合动力汽车能量管理策略原理类似)以外,还有一 些特有的能量管理策略: (1) 发动机恒定工作点策略。由于采用了行星齿轮机构,发动机转速可以 独立于车速变化,这样使发动机工作在最优工作点,提供恒定的转矩输出, 而剩余的转矩则由电动机提供。这样电动机来负责动态部分,避免了发动 机动态调节带来的损失,而且与发动机相比,电动机的控制也更为灵敏, 易于实现。 (2) 发动机最优工作曲线策略。发动机工作在万有特性图中最佳油耗线上, 只有当发电机电流需求超出电池的接受能力或者当电动机驱动电流需求超 出电动机或电池的允许限制时,才调整发动机的工作点。
RX1
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VCC IN EX VDD OUT
GND 6N137
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CS RD WR ALE INT
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U306 GND OUT VDD
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VCC
R311 390
能源管理知识培训课件ppt
能源管理知识培训课件
汇报人:可编辑
2023-12-23
目录
Contents
• 能源管理概述 • 能源基础知识 • 能源管理策略与措施 • 企业能源管理实践 • 能源管理与可持续发展 • 能源管理法律法规与政策
01 能源管理概述
能源的定义与分类
定义
能源是自然界中能够提供能量的物质 和自然现象,是人类社会经济发展和 人民生活的重要物质基础。
01
02
03
04
太阳能技术
太阳能技术是指利用太阳能进 行发电或供热的技术,如太阳 能电池板和太阳能热水器。
风能技术
风能技术是指利用风能进行发 电的技术,如风力发电机。
水能技术
水能技术是指利用水流能进行 发电的技术,如水力发电站。
生物质能技术
生物质能技术是指利用生物质 进行发电或供热的技术,如生
物质锅炉。
寻求外部支持
企业可以寻求外部支持,如咨 询机构、金融机构等,以帮助 企业更好地应对能源管理法律
法规与政策。
THANKS
能源管理与社会可持续发展的关系
能源消耗与社会发展的关 系
能源消耗是社会发展的重要驱动力,但同时 也带来了资源紧张、生态破坏等问题。
能源管理对社会可持续发 展的贡献
通过合理规划和管理能源资源,可以促进资 源的节约和生态的保护,推动社会的可持续
汇报人:可编辑
2023-12-23
目录
Contents
• 能源管理概述 • 能源基础知识 • 能源管理策略与措施 • 企业能源管理实践 • 能源管理与可持续发展 • 能源管理法律法规与政策
01 能源管理概述
能源的定义与分类
定义
能源是自然界中能够提供能量的物质 和自然现象,是人类社会经济发展和 人民生活的重要物质基础。
01
02
03
04
太阳能技术
太阳能技术是指利用太阳能进 行发电或供热的技术,如太阳 能电池板和太阳能热水器。
风能技术
风能技术是指利用风能进行发 电的技术,如风力发电机。
水能技术
水能技术是指利用水流能进行 发电的技术,如水力发电站。
生物质能技术
生物质能技术是指利用生物质 进行发电或供热的技术,如生
物质锅炉。
寻求外部支持
企业可以寻求外部支持,如咨 询机构、金融机构等,以帮助 企业更好地应对能源管理法律
法规与政策。
THANKS
能源管理与社会可持续发展的关系
能源消耗与社会发展的关 系
能源消耗是社会发展的重要驱动力,但同时 也带来了资源紧张、生态破坏等问题。
能源管理对社会可持续发 展的贡献
通过合理规划和管理能源资源,可以促进资 源的节约和生态的保护,推动社会的可持续
2024版新能源汽车电池热管理系统PPT课件
电池工作原理
通过化学反应将化学能转化为电能, 为汽车提供动力。
电池热特性
电池在充放电过程中会产生热量,热 量积累会影响电池性能和寿命。
热管理系统组成及作用
组成
传感器、控制单元、执行器等。
作用
监测电池温度,控制电池在适宜温度下工作,确保电池性能和寿命。
热管理系统工作原理
温度监测
通过传感器实时监测电池温度。
新能源汽车电池热管理系统PPT课 件
目录
• 引言 • 电池热管理系统基本原理 • 电池热管理系统关键技术 • 电池热管理系统性能评价 • 新能源汽车电池热管理系统应用案例 • 电池热管理系统未来发展趋势与挑战
01
引言
Chapter
新能源汽车现状及发展趋势
新能源汽车市场规模及增长趋势 新能源汽车种类及技术特点 政策支持与市场驱动因素
智能化与自动化 借助人工智能、大数据等技术,实现电池热管理系统的智 能化和自动化,提高系统的自适应能力和运行效率。
集成化与轻量化 通过结构优化和集成化设计,降低电池热管理系统的体积 和重量,提高新能源汽车的能效和行驶性能。
当前面临的主要挑战
热管理效率问题
当前电池热管理系统在极端温度条件下的效率有待提高,以满足新 能源汽车在各种环境下的稳定运行需求。
系统安全性问题
随着电池能量密度的提高,热管理系统的安全性问题日益突出,如 何防止热失控、确保系统安全运行成为重要挑战。
新能源电动汽车之电池管理系统基础知识培训
由钥匙信号触发下电到ACC后,VCU发出扭矩卸载命令给MCU,MCU执行,发出关闭PTC命令,发出关闭DCDC命令,发出关闭BMS使能命令, BMS执行高压下电管理,执行顺序为断开主正继电器→ 断开主负继电器,此时高压下电完成。
BMS高压下电完成后发出高压下电报文给VCU,然后VCU执行自身下电命令,钥匙信号进入OFF档位后,仪表下电,随后远程监控进行延迟下 电。此时低压下电完成。
编号
功能
1
驱动模式低压 上电管理
2
驱动模式高压 上电管理
3
驱动模式高压 下电管理
4
驱动模式低压 下电管理
5
充电模式低压 上电管理
6
充电模式高压 上电管理
7
充电模式高压 下电管理
8
充电模式低压 下电管理
9
故障下电管理
BMS充放电常见上下电流程
31
功能描述
由钥匙启动信号出发后到ACC时,多媒体上电;当钥匙信号触发到ON时,仪表上电、远程监控Tbox、VCU上电,VCU上电后发出BMS使能命令, BMS控制器上电。
整车高压下电完成后,BMS发出高压下电完成命令给VCU,VCU执行自身下电命令,随后远程监控进行延迟下电。此时低压下电完成。
由VCU判断整车严重故障后,发出关闭BMS命令,BMS执行高压下电管理,执行顺序为断开主正继电器→ 断开主负继电器,此时高压下电完 成。若遇到严重故障5S没有收到VCU的下电指令,则BMS自行断开相应继电器。
BMS高压下电完成后发出高压下电报文给VCU,然后VCU执行自身下电命令,钥匙信号进入OFF档位后,仪表下电,随后远程监控进行延迟下 电。此时低压下电完成。
编号
功能
1
驱动模式低压 上电管理
2
驱动模式高压 上电管理
3
驱动模式高压 下电管理
4
驱动模式低压 下电管理
5
充电模式低压 上电管理
6
充电模式高压 上电管理
7
充电模式高压 下电管理
8
充电模式低压 下电管理
9
故障下电管理
BMS充放电常见上下电流程
31
功能描述
由钥匙启动信号出发后到ACC时,多媒体上电;当钥匙信号触发到ON时,仪表上电、远程监控Tbox、VCU上电,VCU上电后发出BMS使能命令, BMS控制器上电。
整车高压下电完成后,BMS发出高压下电完成命令给VCU,VCU执行自身下电命令,随后远程监控进行延迟下电。此时低压下电完成。
由VCU判断整车严重故障后,发出关闭BMS命令,BMS执行高压下电管理,执行顺序为断开主正继电器→ 断开主负继电器,此时高压下电完 成。若遇到严重故障5S没有收到VCU的下电指令,则BMS自行断开相应继电器。
新能源电动汽车能量源培训课件
电池工作电压是指电池放电时,电池两极之间的电位差,也 叫放电电压或端电压。工作电压应等于其开路电压减去电池 内阻的压降。与放电制度有关。
放电制度是指电池放电时所规定的各种条件,主要包括放 电方式(指连续或间断)、放电电阻、放电电流、放电时间、 放电终止电压及放电环境温度等。
放电曲线表示在一定放电条件下,连续放电时电池的工作 电压随时间变化的关系曲线。
10
车载电源的发展
• 第三代电池:飞轮电池、超级电容器
优点: 效率高,充电和放电方便迅速 不足:处于研制阶段
11
3.1 动力电池概述
• 3. 1. 1化学电池的基本组成 • 3. 1. 2电池的基本常识 • 3. 1. 3电池的种类 • 3. 1. 4电池的性能指标 • 3. 1. 5 各种车用电池的性能比较
2. 按电池的正负极材料 锌系列电池、镍系列电池、铅系列电池、锂系列电池、 二氧化锰系列电池、空气系列电池
3. 按电池功能 一次电池、二次电池、燃料电池、贮备电池
25
化学电池
锌锰干电池
铅酸蓄电池
26
车用化学电池 结构比较
结构 正极 类型
铅酸 电池 镍氢 电池
PbO2 NiOOH
锂离子 LiCoO2 电池Biblioteka Baidu
• 5. 电池的内阻
电池放电时的内阻包括欧姆内阻和极化电阻。 欧姆内阻是电池中各组成部分的电子导电阻力、离子导电阻
放电制度是指电池放电时所规定的各种条件,主要包括放 电方式(指连续或间断)、放电电阻、放电电流、放电时间、 放电终止电压及放电环境温度等。
放电曲线表示在一定放电条件下,连续放电时电池的工作 电压随时间变化的关系曲线。
10
车载电源的发展
• 第三代电池:飞轮电池、超级电容器
优点: 效率高,充电和放电方便迅速 不足:处于研制阶段
11
3.1 动力电池概述
• 3. 1. 1化学电池的基本组成 • 3. 1. 2电池的基本常识 • 3. 1. 3电池的种类 • 3. 1. 4电池的性能指标 • 3. 1. 5 各种车用电池的性能比较
2. 按电池的正负极材料 锌系列电池、镍系列电池、铅系列电池、锂系列电池、 二氧化锰系列电池、空气系列电池
3. 按电池功能 一次电池、二次电池、燃料电池、贮备电池
25
化学电池
锌锰干电池
铅酸蓄电池
26
车用化学电池 结构比较
结构 正极 类型
铅酸 电池 镍氢 电池
PbO2 NiOOH
锂离子 LiCoO2 电池Biblioteka Baidu
• 5. 电池的内阻
电池放电时的内阻包括欧姆内阻和极化电阻。 欧姆内阻是电池中各组成部分的电子导电阻力、离子导电阻
能源管理体系培训(精)
建设成果
经过一段时间的运行,该企业的能源利用效率得到了显著提高,单位产 品能耗和污染物排放均大幅下降,取得了显著的经济效益和环境效益。
案例二:某化工企业的节能技术改造实践
改造背景
该化工企业面临着高能耗、高污染的问题,为了响应国家节能减排政策,决定进行节能技 术改造。
改造措施
该企业通过对生产线上的关键设备进行节能改造,如采用高效电机、变频器等节能设备, 同时对生产过程中的余热、余压进行回收利用。此外,还加强了对生产过程中的能源计量 和监控。
智能化技术在能源管理中的 应用
利用人工智能、机器学习等技术,对能源数据进行 深度挖掘和预测,为能源管理提供智能化决策支持 。
数字化与智能化融合
将数字化技术与智能化技术相结合,构建智 能化能源管理系统,实现能源管理的自动化 、智能化和精细化。
政策法规对能源管理体系的影响与挑战
政策法规对能源管理体系的推动作用
企业内部驱动力与外部市场竞争压力分析
企业内部驱动力
企业为了降低能源成本、提高能源利用效率、增强市场竞 争力等内部驱动力,积极推动能源管理体系的建设和发展
。
外部市场竞争压力
随着市场竞争的加剧和消费者对环保、节能等方面的要求 不断提高,企业面临着越来越大的市场竞争压力,需要不
断提高能源管理水平以适应市场需求。
持续改进
根据监测结果和反馈,及时调整和优 化能源管理体系,不断提高能源使用 效率和管理水平。同时,鼓励员工提 出改进建议,促进全员参与和持续改 进的文化氛围。
经过一段时间的运行,该企业的能源利用效率得到了显著提高,单位产 品能耗和污染物排放均大幅下降,取得了显著的经济效益和环境效益。
案例二:某化工企业的节能技术改造实践
改造背景
该化工企业面临着高能耗、高污染的问题,为了响应国家节能减排政策,决定进行节能技 术改造。
改造措施
该企业通过对生产线上的关键设备进行节能改造,如采用高效电机、变频器等节能设备, 同时对生产过程中的余热、余压进行回收利用。此外,还加强了对生产过程中的能源计量 和监控。
智能化技术在能源管理中的 应用
利用人工智能、机器学习等技术,对能源数据进行 深度挖掘和预测,为能源管理提供智能化决策支持 。
数字化与智能化融合
将数字化技术与智能化技术相结合,构建智 能化能源管理系统,实现能源管理的自动化 、智能化和精细化。
政策法规对能源管理体系的影响与挑战
政策法规对能源管理体系的推动作用
企业内部驱动力与外部市场竞争压力分析
企业内部驱动力
企业为了降低能源成本、提高能源利用效率、增强市场竞 争力等内部驱动力,积极推动能源管理体系的建设和发展
。
外部市场竞争压力
随着市场竞争的加剧和消费者对环保、节能等方面的要求 不断提高,企业面临着越来越大的市场竞争压力,需要不
断提高能源管理水平以适应市场需求。
持续改进
根据监测结果和反馈,及时调整和优 化能源管理体系,不断提高能源使用 效率和管理水平。同时,鼓励员工提 出改进建议,促进全员参与和持续改 进的文化氛围。
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2.2.1 电池模块用的电池箱
为达到对电池进行能量管理的目的,电池模块必须装在一个箱内,该箱应具备一定条件:
(1)电池箱必须是密封的。除必需的通风孔外均不能与大气相通。密封箱内的要求主要考虑电池 冷却气流的流动问题,不许在某处泄漏,避免冷却气流的流动性差造成电池模块工作温度的不一致, 从而导致性能的一致性进一步的恶化。
第8页
3.1.1 电池管理系统的功能
电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统,也是 电动汽车商品化、实用化的关键。电池管理的核心问题就是SOC的预估问 题,电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%,这对保证电池寿命 和整体的能量效率至关重要。 典型的电池管理系统应具备如下功能: (1)实时采集电池系统运行状态参数。实时采集电动汽车蓄电池组中的 每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池组 中的每块电池在使用中的性能和状态不一致,因而对每块电池的电压、电 流和温度数据都要进行监测。 (2)确定电池的SOC。准确估测动力电池组的SOC,从而随时预报电动 汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC,使电池的SOC值控制在 30%~70%的工作范围。
如果在电池箱的线路内装置了由于电池性能一致性偏差引起某个电池性能变化很大,达到影响系 统工作,或该电池受到损坏威胁时,两个电池之间有旁通线路并有控制模块时,电池管理系统应指令模块 功能启动,进行补偿,又能保证系统在偏低电压状态下维持工作以便维修。
1.6 监测记录控制功能
在电池工作状态下(充、放电)对电池模块的工作性能、安全性能进行监测,并对有关参数做记 录,内存或进行提示、警告或指令停车、停机(充电),即对过压、过流、欠压、绝缘等提出警示、警告 与控制功能。
第9页
3.1.1 电池管理系统的功能
(3)故障诊断与报警。当蓄电池电量或能量过低需要充电时,及时报警, 以防止电池过放电而损害电池的使用寿命;当电池组的温度过高,非正常 工作时,及时报警,以保证蓄电池正常工作。
(4)电池组wk.baidu.com热平衡管理。电池热管理系统是电池管理系统的有机组成 部分,其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正 常工作温度范围内。
第 10 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.纯电动汽车能量管理系统的组成 纯电动汽车能源管理系统主要由电池输入控制器、车辆运行状态参数、 车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控制器、电机发电机系统 控制等组成。
第 11 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
2.电池荷(充)电状态指示器 电池荷(充)电状态指示器是能源管理系统的一个重要组成。电动汽车蓄电 池中储存有多少电能,还能行驶多少里程,是电动汽车行驶中必须知道的 重要参数。与燃油汽车的油量表类似的仪表就是电池荷(充)电状态指示器, 它是能源管理系统的一个重要装置。因此,在电动汽车中装备满足这一需 求的仪表即电池荷(充)电状态指示器。
电动汽车尤其是纯电动汽车的电能补充都是在汽车停驶时依赖外源进行充电。从蓄电池的 工作状态来分析其放热量最大的时候是充电状态下而不是放电状态下,充电时往往要求对电池模块 加强冷却,这时一般都是汽车停驶状态。汽车停驶时一般汽车仪表用辅助电源均处于停电状态下, 而此时的电池管理系统须供电使其具有指令的功能,保证电池模块的冷却条件,有的电动汽车忽略 这一点,在停车时辅助电源由钥匙开关控制,全部停止供电是不行的,电池管理系统的电源应当处 于常闭状态,电动汽车停驶时也应有电源供应,保证管理系统的正常工作。
1.4 DC—DC、DC—AC转换功能
如果车辆安装辅助电池,电池能量管理系统应能控制动力电池随时给辅助电池模块充电,保证辅 助电池模块的供电功能即DC—DC的转换功能,保证低压系统的正常工作。
当应用异步电机时,电池能量管理系统尚有DC—AC的转换功能保证电动汽车的正常运行。
1.5 解决性能一致性的保护功能
(5)一致性补偿。当电池之间有差异时,有一定措施进行补偿,保证电 池组表现能力更强,并有一定的手段来显示性能不良的电池位置,以便修 理替换。一般采用充电补偿功能。设计有旁路分流电路,以保证每个单体 都可以充满电,这样可以减缓电池老化的进度,延长电池的使用寿命。
(6)通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通讯。在电动汽车上实 现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和充 放电电流的历史数据,建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型, 即准确估计电动汽车蓄电池的SOC状态。
(4)在电池模块安装条件下尽量减少电池模块自行放电的条件。
第5页
2.2.2 冷却风扇空气进口的选择
电池能量管理系统,无论在充电或放电过程中它都存在工作的可能性,即它应具备全天候 工作的条件。所以电池能量管理系统冷却空气进口的选择就十分重要。它要保证进入电池箱内的空 气是清洁的即要求防尘和防雨水进入电池箱内。如果防尘和防雨措施做得不好,会有灰尘脏物和雨 水进入电池箱内,这样会造成电池模块间的爬电,自放电量的增加,电池箱与车身绝缘阻值的下降, 严重时会造成电池模块的短路,这是很危险的。此时管理系统会发出指令,停止车辆行驶或停止充 电,而影响车辆的运行。实际应用也说明了这一点能量管理系统冷却空气进口位置的选择十分重要, 具体选在何处应由汽车设计者根据整车的总布置来决定。
电动汽车能源是很宝贵的,应尽量采用节能元件,所以电池箱内的冷却风扇一 般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的 风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时,第二级冷却风扇才参与工作, 加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件,温度继续升高已 达到影响电池模块的正常工作条件,为保护电池模块不受损坏,能量管理系统会发 出停止电池模块供电的指令,强行车辆停驶。当电池在充电状态下,能量管理系统 会强令充电机停止充电而不损坏电池,由维修人员进行检测排除故障。
第6页
电动汽车的能量管理与回收系统
3.1 电动汽车能量管理系统 3.1.1 电池管理系统的功能 3.1.2 纯电动汽车能量管理系统 3.1.3 混合动力电动汽车能量管理系统 3.2 电动汽车再生制动能量回收系统 3.2.1制动能量回收的方法和类型 3.2.2电动汽车的制动能量回收系统
第7页
3.1 电动汽车能量管理系统
能量管理系统在电动汽车中非常重要,它由硬件系统和软件系统组成,如图所 示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据,控制完成电池的充 电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调 节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。能量 管理系统中最主要的是电池管理系统。
第2页
1.3 保证充电功能
电池能量管理系统随时参与整车检测工作,检测电池的工作状态,尤其对每只电池的技术状态进 行检测分析,将检测的数据在车辆停驶,充电之前“通知”充电机,即“车与机”的对话。告诉充电机, 电池组的工作状态及每只电池的技术状态,“落后”电池和“先进”电池性能差异。此时充电机应当采用 什么样的充电模式给电池充电,才能达到给电池充足,性能好的电池不能过充,而性能差的电池又能充足, 保证整车能量的供应。在放电过程中保证性能差的电池不能过放,这一点应当是电池能量管理系统最重要 的功能之一。
电池能量管理系统一个重要的功能是对剩余能量的计算,如应用 的电池性能不稳定、可靠性很差,电池模块在工作中的性能难于进行SOC 的估算,另外各种变化条件(温度、湿度、放电条件等)对电池模块的影 响都造成对SOC影响,所以从剩余能量估算角度分析要求电池模块的性能 要稳定。
第4页
2.1.2 电池性能的一致性达到控制要求
第3页
使用电池能量管理系统必备的条件
2.1 电池模块方面的要求 2.1.1 电池模块应具备足够的使用寿命、可靠性和工作的稳定性
大家都知道汽车是一种设计很紧凑的机-电—体化的产品。电动汽 车的紧凑性更加突出、电动汽车给安装电池箱留有的空间有限,有时会造 成接近性很差,加上电池质量很大,拆-卸很不方便,不能随时进行拆卸。 所以要求应用的电池具有极好的使用寿命和可靠性,使其减少维护的频次、 减少拆卸电池的次数给安装电池能量管理系统创造条件。
第 13 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
图是某电池管理系统的结构框图。
第 14 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
本硬件系统是在基于ATMEGA8L单片机进行设计的。 (1) 电压采样的实现。电压采样是对电动汽车电池组的电压进行采样, 每个电池组由10个单体电池构成。本系统中一共有14个电池组组成电动 汽车的动力电池。原理如图所示,每个电池为一个电池组。
(2)电池箱形状应达到与电池模块布置形状相适应。当冷却系统工作时,冷却风扇提供的冷却气 流能均匀地流过每个电池模块周围,箱内不能形成气流的“死区”和涡流的存在,保证电池模块工 作过程中温度均匀、性能一致,防止个别电池模块早期损坏。
(3)电池箱应做到内部与电池的绝缘,外部与车身的绝缘,防止电池与车身绝缘电阻低下而影响 系统工作,发生不安全事故。
第 15 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
(2)电流采样的实现。电流的采样是估计电池SOC的主要依据。这里 采用电流传感器LT308(LEM) 其测量电路如图所示。
第 16 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.2 对电池工作状态的监测与控制功能
电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般 情况下,电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对 其他参数都有影响,所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号,将测得 的温度值与事先设定的温度值进行比较,决定对电池冷却与否。
第 12 页
3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
电池管理系统是能源管理系统的一个子系统。蓄电池管理系统主要任务是 保持电动汽车蓄电池性能良好,并优化各蓄电池的电性能和保存、显示测 试数据等。 目前,主要是根据实际情况,确定具体纯电动汽车的电池管理系统的功能 和形式。电池管理系统包括硬件系统的设计和软件系统的设计。 硬件的设计取决于管理系统实现的功能。基本要实现对动力电池组的合理 管理,即保证采集数据的准确性、可靠稳定的系统通信、抗干扰性。在具 体实现过程中,根据设计要求确定需要采集动力电池组的数据类型;根据 采集量以及精度要求确定前向通道的设计;根据通信数据量以及整车的要 求选用合理的总线。
电池能量管理的控制参数是由电池箱参与工作的电池模块采样的,而控制参数并非每个电 池都要采样,否则参数量很大,不便管理,难于安装。一般都在电池箱内不同区域里采取最有代表 性的电池模块,某些性能参数(比如温度)作为控制参数,在经过计算对比后发布控制执行指令, 执行各种控制功能,所以说被选择采样电池模块的性能参数量值上应能代表其他没被采样电池模块 的性能,否则的话,它就失去代表的意义。这时发出的指令不具备合理性,达不到对电池箱内电池 模块的能量管理的目的。比如电池箱中电池模块间的性能差异较大,每个电池模块都不具备代表整 箱电池模块性能就难以取得可信的控制参数。所以说,用于电池能量管理的电池模块其性能间的差 异,即电池模块的间性能一致性差异必须在一定的范围之内,这样用哪一个电池模块作为采样电池 都具备条件,都具有代表性。
2.2.3 电池冷却空气的提供方式(吸风或排风)的选择
电池箱排气口的选择十分重要,排气口位置的选择正常与否会影响电池箱内冷却风扇的工 作性能,选择得正确会有助于冷却风扇的工作。如何利用汽车前进时在电池箱某部造成的,负压区, 加速电池箱内气体的排除也是值得考虑的一个问题。
2.2.4 充电条件下对电池模块的冷却
新能源电动汽车-
能量管理与回收系统培训讲义
1.1 对能量的检测功能
电动汽车在行车过程中,该系统能随时对车辆的能耗进行计算,最终给出该电 池箱内电池模块剩余的电池能量值,并通过剩余能量计将数据显示出来,使驾驶人 员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充 电功能的地方,补充电量防止半路抛锚。
为达到对电池进行能量管理的目的,电池模块必须装在一个箱内,该箱应具备一定条件:
(1)电池箱必须是密封的。除必需的通风孔外均不能与大气相通。密封箱内的要求主要考虑电池 冷却气流的流动问题,不许在某处泄漏,避免冷却气流的流动性差造成电池模块工作温度的不一致, 从而导致性能的一致性进一步的恶化。
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3.1.1 电池管理系统的功能
电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统,也是 电动汽车商品化、实用化的关键。电池管理的核心问题就是SOC的预估问 题,电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%,这对保证电池寿命 和整体的能量效率至关重要。 典型的电池管理系统应具备如下功能: (1)实时采集电池系统运行状态参数。实时采集电动汽车蓄电池组中的 每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池组 中的每块电池在使用中的性能和状态不一致,因而对每块电池的电压、电 流和温度数据都要进行监测。 (2)确定电池的SOC。准确估测动力电池组的SOC,从而随时预报电动 汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC,使电池的SOC值控制在 30%~70%的工作范围。
如果在电池箱的线路内装置了由于电池性能一致性偏差引起某个电池性能变化很大,达到影响系 统工作,或该电池受到损坏威胁时,两个电池之间有旁通线路并有控制模块时,电池管理系统应指令模块 功能启动,进行补偿,又能保证系统在偏低电压状态下维持工作以便维修。
1.6 监测记录控制功能
在电池工作状态下(充、放电)对电池模块的工作性能、安全性能进行监测,并对有关参数做记 录,内存或进行提示、警告或指令停车、停机(充电),即对过压、过流、欠压、绝缘等提出警示、警告 与控制功能。
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3.1.1 电池管理系统的功能
(3)故障诊断与报警。当蓄电池电量或能量过低需要充电时,及时报警, 以防止电池过放电而损害电池的使用寿命;当电池组的温度过高,非正常 工作时,及时报警,以保证蓄电池正常工作。
(4)电池组wk.baidu.com热平衡管理。电池热管理系统是电池管理系统的有机组成 部分,其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正 常工作温度范围内。
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3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.纯电动汽车能量管理系统的组成 纯电动汽车能源管理系统主要由电池输入控制器、车辆运行状态参数、 车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控制器、电机发电机系统 控制等组成。
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3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
2.电池荷(充)电状态指示器 电池荷(充)电状态指示器是能源管理系统的一个重要组成。电动汽车蓄电 池中储存有多少电能,还能行驶多少里程,是电动汽车行驶中必须知道的 重要参数。与燃油汽车的油量表类似的仪表就是电池荷(充)电状态指示器, 它是能源管理系统的一个重要装置。因此,在电动汽车中装备满足这一需 求的仪表即电池荷(充)电状态指示器。
电动汽车尤其是纯电动汽车的电能补充都是在汽车停驶时依赖外源进行充电。从蓄电池的 工作状态来分析其放热量最大的时候是充电状态下而不是放电状态下,充电时往往要求对电池模块 加强冷却,这时一般都是汽车停驶状态。汽车停驶时一般汽车仪表用辅助电源均处于停电状态下, 而此时的电池管理系统须供电使其具有指令的功能,保证电池模块的冷却条件,有的电动汽车忽略 这一点,在停车时辅助电源由钥匙开关控制,全部停止供电是不行的,电池管理系统的电源应当处 于常闭状态,电动汽车停驶时也应有电源供应,保证管理系统的正常工作。
1.4 DC—DC、DC—AC转换功能
如果车辆安装辅助电池,电池能量管理系统应能控制动力电池随时给辅助电池模块充电,保证辅 助电池模块的供电功能即DC—DC的转换功能,保证低压系统的正常工作。
当应用异步电机时,电池能量管理系统尚有DC—AC的转换功能保证电动汽车的正常运行。
1.5 解决性能一致性的保护功能
(5)一致性补偿。当电池之间有差异时,有一定措施进行补偿,保证电 池组表现能力更强,并有一定的手段来显示性能不良的电池位置,以便修 理替换。一般采用充电补偿功能。设计有旁路分流电路,以保证每个单体 都可以充满电,这样可以减缓电池老化的进度,延长电池的使用寿命。
(6)通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通讯。在电动汽车上实 现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和充 放电电流的历史数据,建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型, 即准确估计电动汽车蓄电池的SOC状态。
(4)在电池模块安装条件下尽量减少电池模块自行放电的条件。
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2.2.2 冷却风扇空气进口的选择
电池能量管理系统,无论在充电或放电过程中它都存在工作的可能性,即它应具备全天候 工作的条件。所以电池能量管理系统冷却空气进口的选择就十分重要。它要保证进入电池箱内的空 气是清洁的即要求防尘和防雨水进入电池箱内。如果防尘和防雨措施做得不好,会有灰尘脏物和雨 水进入电池箱内,这样会造成电池模块间的爬电,自放电量的增加,电池箱与车身绝缘阻值的下降, 严重时会造成电池模块的短路,这是很危险的。此时管理系统会发出指令,停止车辆行驶或停止充 电,而影响车辆的运行。实际应用也说明了这一点能量管理系统冷却空气进口位置的选择十分重要, 具体选在何处应由汽车设计者根据整车的总布置来决定。
电动汽车能源是很宝贵的,应尽量采用节能元件,所以电池箱内的冷却风扇一 般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的 风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时,第二级冷却风扇才参与工作, 加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件,温度继续升高已 达到影响电池模块的正常工作条件,为保护电池模块不受损坏,能量管理系统会发 出停止电池模块供电的指令,强行车辆停驶。当电池在充电状态下,能量管理系统 会强令充电机停止充电而不损坏电池,由维修人员进行检测排除故障。
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电动汽车的能量管理与回收系统
3.1 电动汽车能量管理系统 3.1.1 电池管理系统的功能 3.1.2 纯电动汽车能量管理系统 3.1.3 混合动力电动汽车能量管理系统 3.2 电动汽车再生制动能量回收系统 3.2.1制动能量回收的方法和类型 3.2.2电动汽车的制动能量回收系统
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3.1 电动汽车能量管理系统
能量管理系统在电动汽车中非常重要,它由硬件系统和软件系统组成,如图所 示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据,控制完成电池的充 电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调 节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。能量 管理系统中最主要的是电池管理系统。
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1.3 保证充电功能
电池能量管理系统随时参与整车检测工作,检测电池的工作状态,尤其对每只电池的技术状态进 行检测分析,将检测的数据在车辆停驶,充电之前“通知”充电机,即“车与机”的对话。告诉充电机, 电池组的工作状态及每只电池的技术状态,“落后”电池和“先进”电池性能差异。此时充电机应当采用 什么样的充电模式给电池充电,才能达到给电池充足,性能好的电池不能过充,而性能差的电池又能充足, 保证整车能量的供应。在放电过程中保证性能差的电池不能过放,这一点应当是电池能量管理系统最重要 的功能之一。
电池能量管理系统一个重要的功能是对剩余能量的计算,如应用 的电池性能不稳定、可靠性很差,电池模块在工作中的性能难于进行SOC 的估算,另外各种变化条件(温度、湿度、放电条件等)对电池模块的影 响都造成对SOC影响,所以从剩余能量估算角度分析要求电池模块的性能 要稳定。
第4页
2.1.2 电池性能的一致性达到控制要求
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使用电池能量管理系统必备的条件
2.1 电池模块方面的要求 2.1.1 电池模块应具备足够的使用寿命、可靠性和工作的稳定性
大家都知道汽车是一种设计很紧凑的机-电—体化的产品。电动汽 车的紧凑性更加突出、电动汽车给安装电池箱留有的空间有限,有时会造 成接近性很差,加上电池质量很大,拆-卸很不方便,不能随时进行拆卸。 所以要求应用的电池具有极好的使用寿命和可靠性,使其减少维护的频次、 减少拆卸电池的次数给安装电池能量管理系统创造条件。
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3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
图是某电池管理系统的结构框图。
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3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
本硬件系统是在基于ATMEGA8L单片机进行设计的。 (1) 电压采样的实现。电压采样是对电动汽车电池组的电压进行采样, 每个电池组由10个单体电池构成。本系统中一共有14个电池组组成电动 汽车的动力电池。原理如图所示,每个电池为一个电池组。
(2)电池箱形状应达到与电池模块布置形状相适应。当冷却系统工作时,冷却风扇提供的冷却气 流能均匀地流过每个电池模块周围,箱内不能形成气流的“死区”和涡流的存在,保证电池模块工 作过程中温度均匀、性能一致,防止个别电池模块早期损坏。
(3)电池箱应做到内部与电池的绝缘,外部与车身的绝缘,防止电池与车身绝缘电阻低下而影响 系统工作,发生不安全事故。
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3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
(2)电流采样的实现。电流的采样是估计电池SOC的主要依据。这里 采用电流传感器LT308(LEM) 其测量电路如图所示。
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3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
1.2 对电池工作状态的监测与控制功能
电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般 情况下,电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对 其他参数都有影响,所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号,将测得 的温度值与事先设定的温度值进行比较,决定对电池冷却与否。
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3.1.2 纯电动汽车能量管理系统
电池管理系统是能源管理系统的一个子系统。蓄电池管理系统主要任务是 保持电动汽车蓄电池性能良好,并优化各蓄电池的电性能和保存、显示测 试数据等。 目前,主要是根据实际情况,确定具体纯电动汽车的电池管理系统的功能 和形式。电池管理系统包括硬件系统的设计和软件系统的设计。 硬件的设计取决于管理系统实现的功能。基本要实现对动力电池组的合理 管理,即保证采集数据的准确性、可靠稳定的系统通信、抗干扰性。在具 体实现过程中,根据设计要求确定需要采集动力电池组的数据类型;根据 采集量以及精度要求确定前向通道的设计;根据通信数据量以及整车的要 求选用合理的总线。
电池能量管理的控制参数是由电池箱参与工作的电池模块采样的,而控制参数并非每个电 池都要采样,否则参数量很大,不便管理,难于安装。一般都在电池箱内不同区域里采取最有代表 性的电池模块,某些性能参数(比如温度)作为控制参数,在经过计算对比后发布控制执行指令, 执行各种控制功能,所以说被选择采样电池模块的性能参数量值上应能代表其他没被采样电池模块 的性能,否则的话,它就失去代表的意义。这时发出的指令不具备合理性,达不到对电池箱内电池 模块的能量管理的目的。比如电池箱中电池模块间的性能差异较大,每个电池模块都不具备代表整 箱电池模块性能就难以取得可信的控制参数。所以说,用于电池能量管理的电池模块其性能间的差 异,即电池模块的间性能一致性差异必须在一定的范围之内,这样用哪一个电池模块作为采样电池 都具备条件,都具有代表性。
2.2.3 电池冷却空气的提供方式(吸风或排风)的选择
电池箱排气口的选择十分重要,排气口位置的选择正常与否会影响电池箱内冷却风扇的工 作性能,选择得正确会有助于冷却风扇的工作。如何利用汽车前进时在电池箱某部造成的,负压区, 加速电池箱内气体的排除也是值得考虑的一个问题。
2.2.4 充电条件下对电池模块的冷却
新能源电动汽车-
能量管理与回收系统培训讲义
1.1 对能量的检测功能
电动汽车在行车过程中,该系统能随时对车辆的能耗进行计算,最终给出该电 池箱内电池模块剩余的电池能量值,并通过剩余能量计将数据显示出来,使驾驶人 员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充 电功能的地方,补充电量防止半路抛锚。