新能源汽车能源管理系统课件
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新能源汽车概论ppt课件
04
技术创新加速
政策扶持持续
05
随着电池技术的不断进步，未来新能源汽车的续航里程将得 到显著提升。
政府和企业将加大充电设施建设力度，提高充电便利性。
建立完善的电池回收处理体系，推动废旧电池的资源化利用 。
加强新能源汽车技术研发，推动技术创新和产业升级。
政府将继续给予新能源汽车产业政策扶持，推动产业健康发 展。
生产制造
通过现代化的生产线和制造技术，实现新能源汽 车的批量生产。
质量控制
建立完善的质量控制体系，确保生产出的新能源 汽车符合相关标准和要求。
下游充电设施建设与运营商
充电设施建设
包括公共充电桩、私人充电桩等不同类型的充电设施建设 。
充电服务提供
为新能源汽车用户提供方便、快捷的充电服务。
运营维护
对充电设施进行定期维护和升级，确保其正常运行和满足 用户需求。
80%
内燃机与电机协同工作
混合动力汽车同时搭载内燃机和 电机，两者协同工作以提供最佳 动力输出和燃油经济性。
100%
能量管理系统
混合动力汽车具有能量管理系统 ，根据驾驶需求和车辆状态，智 能分配内燃机和电机的动力输出 。
80%
多种工作模式
混合动力汽车可根据不同驾驶场 景和需求，在纯电动、混合驱动 和发动机直驱等多种工作模式间 切换。
电控技术
电控系统组成
介绍电控系统的主要组成部分，包括整车控制器、电机控制器、 电池管理系统等。
电控系统功能
阐述电控系统在新能源汽车中的作用，如能量管理、故障诊断、 安全管理等。
电控系统发展趋势
探讨电控系统智能化、网联化的发展趋势，以及新技术在电控系 统中的应用前景。
04
新能源汽车动力系统控制技术 ppt课件
控制系统开发流程
Page 7
控制系统开发管理流程介绍
控制系统开发管理流程概述
控制系统架构
Page 8
控制系统开发管理流程介绍
控制系统开发管理流程概述
单元测试及MIL测试
Page 9
控制系统开发管理流程介绍
控制系统开发管理流程概述
SIL及PIL测试
Page 10
控制系统开发管理流程介绍
Rational DOORs：是做需求管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种需求，可以与Change和Synergy工具无缝集成。
Rational Change：是做变更管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种工作流程以及变更流程。
5.3
NEDC (欧洲)
1181
33.6
74.6
3.9
JC08
1204
24.5
50.7
6.1
Page 18
控制系统开发管理流程介绍
基于模型的软件开发（MBD: Model Based Design）
项目繁多 各种类型产品，各种产品平台 产品种类不断增加
方案多样 每种产品多种配置方案 配置方案定期更新
New Energy
新能源汽车动力系统控制技术
新能源汽车动力系统控制技术
01
新能源汽车分类及构型介绍
02
纯电动汽车控制技术
03
混动汽车控制技术
04
控制系统开发管理流程
05
电控系统故障诊断
06
动力电池及其管理系统介绍（实操）
07
电机及整车控制系统介绍（实操）
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新能源汽车动力系统控制技术
04 04-01 04-02 04-03 04-04
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控制系统开发管理流程介绍
控制系统开发管理流程概述
控制系统架构
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控制系统开发管理流程介绍
控制系统开发管理流程概述
单元测试及MIL测试
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控制系统开发管理流程介绍
控制系统开发管理流程概述
SIL及PIL测试
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控制系统开发管理流程介绍
Rational DOORs：是做需求管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种需求，可以与Change和Synergy工具无缝集成。
Rational Change：是做变更管理的时候需要的产品，主要用于定制 和管理项目中的各种工作流程以及变更流程。
5.3
NEDC (欧洲)
1181
33.6
74.6
3.9
JC08
1204
24.5
50.7
6.1
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控制系统开发管理流程介绍
基于模型的软件开发（MBD: Model Based Design）
项目繁多 各种类型产品，各种产品平台 产品种类不断增加
方案多样 每种产品多种配置方案 配置方案定期更新
New Energy
新能源汽车动力系统控制技术
新能源汽车动力系统控制技术
01
新能源汽车分类及构型介绍
02
纯电动汽车控制技术
03
混动汽车控制技术
04
控制系统开发管理流程
05
电控系统故障诊断
06
动力电池及其管理系统介绍（实操）
07
电机及整车控制系统介绍（实操）
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新能源汽车动力系统控制技术
04 04-01 04-02 04-03 04-04
新能源汽车整车热管理系统介绍
新能源汽车整车热管理系统介绍一、背景相较于传统燃油车热管理的对象为发动机、变速箱和空调等系统，新能源汽车的热管理新增了动力电池、电驱动等热管理对象。
从内燃机到电动车零部件的变化燃油车热管理系统主要包括空调制冷系统，和以发动机为热源的座舱暖风系统。
其主要零部件包括机械式空调压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器、以及发动机暖风系统等。
传统燃油车汽车热管理系统•新能源汽车(电动汽车)包括座舱、电池、电机电控热管理。
座舱热管理系统包括空调冷风、热泵暖风或PTC暖风，具有加热和制冷需求，主要零部件包括电动压缩机、电子膨胀阀、蒸发器、冷凝器、热交换器、PTC或者热泵冷凝器等。
新能源汽车热管理系统新能源汽车产业链中游主要包括空调热管理系统、电机电控冷却系统以及电池热管理系统等模块或者总成，由上游水泵、冷凝器等零部件组装而成，为下游整车提供功能安全和使用寿命的保障。
新能源热管理系统产业链中产品更复杂：由于其热管理系统的覆盖范围、实现方式相较传统燃油汽车发生了较大改变，其对于零部件节能性、安全性等方面的要求相对更高。
上游零部件中新增了Chiller、PCT加热器、四通阀等零部件，中游热管理系统中的热泵空调系统、电池冷却系统使得系统复杂程度进一步上升。
新能源汽车产业链系统品名图例作用电池、电机、电子设备等电子/电磁膨胀调节系统流量热管理系统阀电池、电机、电子设备等热管理系统冷却板内充冷却液，用于电池冷却电池、电机、电子设备等热管理系统电池冷却器电池系统换热电池、电机、电子设备等热管理系统电子水泵、水阀用于电池及电子设备水冷却减速器冷却系统油冷器、油泵电机和减速器冷却系统空调系统电动压缩机产生高压气体空调系统PTC/热泵通过加热或热交换产生热量空调系统膨胀阀控制制冷剂流量空调系统贮液器贮存制冷、过滤杂质与吸收水分空调系统冷凝器将冷却剂从气态变成液态，将其热量释放出来至周围空气中空调系统蒸发器让低温低压制冷剂吸收空气中热量关键部件解析小结：新能源汽车热管理系统部件趋于多样化和电气化，复杂性更高，带来新增市场机会。
第5章 新能源汽车的能量管理系统
5.3 混合动力电动汽车的能源管理系统
5.3.1 串联式混合动力汽车的能源管理系统 串联式混合动力汽车的发电机与汽车行驶工况没有直接关系，
系统从外界获取能量的途径主要有三条： ①由燃料化学能转换来的能量； ②由电网充入蓄电池的能量； ③回收的制动及减速能量。
新能源汽车技术，Faculty of New Energy Vehicles，May,2014
第5章新能源汽车的能源管理系统52纯电动汽车能源管理系统523电池管理系统bms表51蓄电池管理系统的主要任务任务测试方式测试装置page11防止过充电电压电流温度测试仪充电器防止过放电电压电流温度测试仪电动机控制温度控制及平衡温度测试仪加热及制冷装置温度平衡单元能源系统信息提示电压电流及温度充电状态剩余容量测试仪显示器电池状态测试及显示电压电流温度测试仪显示器pc总线分析软件第5章新能源汽车的能源管理系统52纯电动汽车能源管理系统523电池管理系统bms1
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第5章 新能源汽车的能源管理系统
5.3 混合动力电动汽车的能源管理系统
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第5章 新能源汽车的能源管理系统
新能源汽车技术，Faculty of New Energy Vehicles，May,2014
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第5章 新能源汽车的能源管理系统
5.1 能源管理系统的作用
4.混合动力燃料电池和混合动力电动汽车 （1）组成：发电装置（如发动机/发电机或燃料电池），能
量储存装置（蓄电池、超级电容等），功率变换模块，动 力传递装置，充放电装置等。 （2）能源传递路线：
5.3.1 串联式混合动力汽车的能源管理系统 串联式混合动力汽车的发电机与汽车行驶工况没有直接关系，
系统从外界获取能量的途径主要有三条： ①由燃料化学能转换来的能量； ②由电网充入蓄电池的能量； ③回收的制动及减速能量。
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第5章新能源汽车的能源管理系统52纯电动汽车能源管理系统523电池管理系统bms表51蓄电池管理系统的主要任务任务测试方式测试装置page11防止过充电电压电流温度测试仪充电器防止过放电电压电流温度测试仪电动机控制温度控制及平衡温度测试仪加热及制冷装置温度平衡单元能源系统信息提示电压电流及温度充电状态剩余容量测试仪显示器电池状态测试及显示电压电流温度测试仪显示器pc总线分析软件第5章新能源汽车的能源管理系统52纯电动汽车能源管理系统523电池管理系统bms1
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第5章 新能源汽车的能源管理系统
5.3 混合动力电动汽车的能源管理系统
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第5章 新能源汽车的能源管理系统
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第5章 新能源汽车的能源管理系统
5.1 能源管理系统的作用
4.混合动力燃料电池和混合动力电动汽车 （1）组成：发电装置（如发动机/发电机或燃料电池），能
量储存装置（蓄电池、超级电容等），功率变换模块，动 力传递装置，充放电装置等。 （2）能源传递路线：
新能源汽车电池热管理系统 ppt课件
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2. 重大前期电池热管理研究工作基础
A样电池包优化方案二（电池位置不动，添加挡板）
24个 电 池 模 块 的 温 度 （ K)
24
长安杰勋
1
长安志翔
13
360
350
12
340
330
第 1-24组 电 池 升 温 情 况 第 9组 电 池
第 18组 电 池
320
恒通客车
310
300 0
100
200
15
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
优化方案一CFD分析结果
第三腔 第二腔 第一腔
5
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
长安杰勋
热管理系统原始方案整车实验验证 原始模型的CFD仿真分析 A样电池包优化方案 B样电池包优化方案
长安志翔
恒通客车
6
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
热管理系统原始方案整车实验验证
长安杰勋
长安志翔
恒通客车
试验在长安公司试验环境 舱中进行，按双方设定循环工 况试验，试验发现电池组温度 分布严重不均衡。
7
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
原始模型的CFD仿真分析
长安杰勋
长安志翔 恒通客车
在极限工况发热功率为1750W时 ，最高温度和最低温度温差 约33℃，变工况最大温差为17.2℃，远大于温差在5℃内的要求。
8
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
A样电池包优化方案一（改变倾斜角度和电池的间距）
急加速急减速工况充放电电流（二）图
90
急加速急减速工况（二）
70
50
30
10
新能源汽车概论-新能源汽车能量管理系统
新能源汽车能量管理系统
新能源汽车概论（AR 增强现实版）
目录导航
第一节 新能源汽车能量管理系统概述
第二节 电力电子元件与功率变换装置
第三节 新能源汽车电动机驱动控制装置
第四节 新能源汽车电源管理系统
第五节 混合动力汽车机电能源管理系统应用
一、新能源汽车管理系统构成
不同种类的电动汽车其能源转换系统构成不同，因而其能源管理的软、硬件系统装置构成就不同。以混合动力汽车为例，新能源汽车管理系统可分为三级模块体系，如图7.1所示。
名 称
电气图形及等效电路
主要特点
电力二级管
不能用控制信号控制其通断，不需要驱动电路，只有两个端子。
晶闸管
半可控想器件，通过控制信号可控制其导通而不能控制其关断。
门极可关断晶闸管
全控型器件，很高的正反向阻断电压的额能力和电流导通能力，较短的导通和关断时间，较小的控制功率。
电力（大功率）晶体管（GTR）
四、DC/AC变换器
2. DC/AC的基本原理
（3） 三相电压型逆变器
三个单个逆变电路可组成一个三相逆变电路。如图7.20为采用IGBT作为开关器件的电压三相桥式逆变电路，它可以看成有三个半桥逆变电路组合而成。电压型三相桥式逆变电路也是180°导电方式，每桥臂导电角度180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120°.在任一瞬间将有三个桥臂同时导通，每次换流都是在同一相上下臂之间进行，也称为纵向换流。
三、新能源汽车核心功率电子单元MCU
MCU由外壳及冷却系统、功率电子单元、控制电路、底层软件和控制算法软件组成，具体结构如图7.3所示。 MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接收VCU的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时，MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。
新能源汽车概论（AR 增强现实版）
目录导航
第一节 新能源汽车能量管理系统概述
第二节 电力电子元件与功率变换装置
第三节 新能源汽车电动机驱动控制装置
第四节 新能源汽车电源管理系统
第五节 混合动力汽车机电能源管理系统应用
一、新能源汽车管理系统构成
不同种类的电动汽车其能源转换系统构成不同，因而其能源管理的软、硬件系统装置构成就不同。以混合动力汽车为例，新能源汽车管理系统可分为三级模块体系，如图7.1所示。
名 称
电气图形及等效电路
主要特点
电力二级管
不能用控制信号控制其通断，不需要驱动电路，只有两个端子。
晶闸管
半可控想器件，通过控制信号可控制其导通而不能控制其关断。
门极可关断晶闸管
全控型器件，很高的正反向阻断电压的额能力和电流导通能力，较短的导通和关断时间，较小的控制功率。
电力（大功率）晶体管（GTR）
四、DC/AC变换器
2. DC/AC的基本原理
（3） 三相电压型逆变器
三个单个逆变电路可组成一个三相逆变电路。如图7.20为采用IGBT作为开关器件的电压三相桥式逆变电路，它可以看成有三个半桥逆变电路组合而成。电压型三相桥式逆变电路也是180°导电方式，每桥臂导电角度180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120°.在任一瞬间将有三个桥臂同时导通，每次换流都是在同一相上下臂之间进行，也称为纵向换流。
三、新能源汽车核心功率电子单元MCU
MCU由外壳及冷却系统、功率电子单元、控制电路、底层软件和控制算法软件组成，具体结构如图7.3所示。 MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接收VCU的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时，MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。
电动汽车电池管理系统BMSPPT教学课件
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电池温度采集方法
(2)热电偶采集法
原理：采集双金属体在不同温度下产生不同的热电动 势，通过查表得到温度的值。 特点：由于热电动势的值仅和材料有关，所以热电偶 的准确度很高。但是由于热电动势都是毫伏等级的信 号，所以需要放大，外部电路比较复杂。
14
电池温度采集方法
(3)集成温度传感器采集法
4
第7章 电动汽车电源管理系统
7.1动力电池管理系统功能及参数采集方法 7.2 动力电池电量管理系统
7.3 动力电池的均衡管理
7.4 动力电池的热管理 7.5 动力电池的电安全管理及数据通讯
5
7.1 动力电池管理系统功能及参数采集方法
1
2
掌握电池管理系统的功能 掌握单体电压采集方法
3
4 5
6
掌握电池温度采集方法
基于线性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图
12
电池温度采集方法
(1)热敏电阻采集法
原理：利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特 性，用一个定值电阻和热敏电阻串联起来构成一个分 压器，从而把温度的高低转化为电压信号，再通过模 数转换得到温度的数字信息。 特点：热敏电阻成本低，但线性度不好，而且制造误 差一般也比较大。
18
电池SOC估算精度的影响因素
(1)充放电电流
大电流可充放电容量低于额定容量，反之亦然。
(2)温度
不同温度下电池组的容量存在着一定的变化。
(3)电池容量衰减
电池的容量在循环过程中会逐渐减少。
(4)自放电
自放电大小主要与环境温度有关，具有不确定性。
(5)一致性
电池组的一致性差别对电量的估算有重要的影响。
第三章新能源汽车能量管理系统
(5)电池组热管理系统 汽车上使用的动力电池组在工作时都会有发热现象，不同电池的发热程度各不相同，因此为了 保证动力电池正常工作，动力电池组都会配有热管理系统，装有温度采集器和专门用于动力电池 冷却系统，才能保证电池组正常工作并延长电池的寿命。 （6）动力电池组的均衡管理 电池组(PACK)有别于单体电池，在目前的组电池制造水平下，单体之间的性能差异在其整个生 命周期里不可避免会存在，组合成多节串联PACK后若不采取技术措施，单体电池在充放电过程中 的不一致会导致单体电池由于过充、过放而提前失效，要想避免单体电池由于过充、过放导致提 前失效，使PACK的性能指标达到或者接近单体电池的水平，必须对电池组中单体电池进行均衡控 制，电池组均衡的作用是将多节串联后的PACK内部各电池单体充放电性能恶化减到最小或使其消 失。
2. 电池管理系统结构 电池管理系统基本的作用是进行电池组管理，完善的管理系统包括热(温度)管理和 电压平衡控制。蓄电池管理系统主要执行以下工作:测量电压、电流与温度；计算电 池SOC；计算电池放电深度DOD；计算最大允许放电电流；计算最大允许充电电流；预 测蓄电池寿命指数和SOH；故障诊断等。 其结构主要由以下3个系统构成。
并联式混合动力汽车的能源管理系统
并联式混合动力汽车主要有两种基本工作模式，分别是内燃机辅助混合动力模 式和电动机辅助混合动力模式。
1.内燃机辅助混合动力模式 该模式主要利用电池、电动机系统来驱动车辆，仅当以较高的巡航速度行驶、爬 坡和急加速时才能使内燃机开机。这种控制模式的优点是：大多数情况下车辆都 是用电池的电能来工作的，车辆的排放和燃油的消耗减少，同时启动电动机可以 取消而利用车辆的运动来启动内燃机。这种策略的缺点是：由于内燃机每次关机 后重新启动时，内燃机和催化转换装置的温度达到正常温度需要一定的时间，这 段时间内发动机的效率降低，尾气排放增加。
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能源传递路线: 由蓄电池到车轮（行驶） 由车轮到蓄电池（能量回收）两条。
新能源汽车能源管理系统
• 混合动力燃料电池汽车和混合动力电动汽车，能 量转换装置通常有发电装置（发动机/发电机或燃 料电池）、功率变换器、动力传递装置、能量储 存装置、充放电装置等。
• 能量传递路线： • 一是由发电装置到车轮， • 二是由蓄电池到车轮， • 三是由发电装置到能量储存装置， • 四是由车轮到能量储存装置（能量回收）。
新能源汽车能源管理系统
二、纯电动汽车的能源管理系统
• 输入能源管理 系统电控单元 ECU的参数有 车辆运行状态 参数：行驶速 度、电动机功 率等；各电池 组的状态参数： 工作电压、放 电电流和电池 温度等；以及 车辆操纵状态： 制动、启动、 加速和减速等
新能源汽车能源管理系统
• 功能： • 能量管理系统采集从纯电动汽车各子系统通过传
和工作原理、特点、应用。 • 本章重点： • 电动汽车的能源管理系统 、充电器、电源变换装置和电动汽车
制动能量回收系统 • 本章难点：电动汽车的能源管理系统 • 教学内容要点：
新能源汽车能源管理系统
第一节 电动汽车的能源管理系统
• 定义： • 电动汽车能源管理系统是对动力系统能源转换装置的工作能量
新能源汽车能源管理系统
• 3、电池SOC的估计和故障诊断 • 动力电池组管理系统应具有对SOC的显示功能或
汽车在线可行驶里程显示功能，SOC的误差＜8%， 配备故障诊断专家系统，可以早期预报动力电池 组的故障和隐患。具有自检和诊断功能，以及高 抗干扰能力。
新能源汽车能源管理系统
• 1．电池管理系统 • 主要包括： • 动力电池组管理系统 • 热（温度）管理系统 • 高压电线线路管理系统
新能源汽车能源管理系统
• （1）动力电池组组成: • 需要多节单体电池或多个蓄电池串联起来， • 总电压:200~ 400V。 • 动力电池组管理系统一般采用微处理器通过标准通信接口、
• 图8-2 电动汽车电池管理系 统功能示意图
新能源汽车能源管理系统
• （1）数据采集 电池管理系统的所有算法都以采集的数据作为输 入，采样速率、精度和前置滤波特性是影响电池管理系统性能的 重要指标。电动汽车电池管理系统的采样速率一般要求大于 200HZ（50ms）。
• （2）电池状态估计 电池状态估计包括 SOC（state of charge） 和 SOH（state of health）两个方面。SOC告诉驾驶员电池的荷 电量，以此可以估计汽车还能行驶的里程；SOH告诉驾驶员电池 的寿命还有多久。SOC和SOH是进行能量管理的重要参数。最常 用的SOC估计方法是Ah计量结合效率补偿的方法。
CAN总线和控制模块等对动力电池组进行管理。
新能源汽车能源管理系统
（2）功能
• 1）动力电池组管理 监控动力电池组充电和放电时的电压和电流、 动力电池组的温度变化等。通过显示装置来动态显示蓄电池在充 电和放电工作过程中的SOC的变化，避免动力电池组过充或过放， 保护蓄电池不受损害，保持电池组的最佳工作状态。
新能源汽车能源管理系统
• （5）通信功能 电池管理系统与车载设备或非车载设备的通信 也是重要功能之一。根据应用需要，数据交换可采用不同的通信 接口，如：模拟信号、PWM信号、CAN总线或I2C串行接口。
• （6）安全管理 具体功能为：防止电池过热而发生热失控；监 测电池的电压、电流是否超过限制；防止电池过度放电，尤其是 防止个别电池单体过度放电。
提下，根据各部件的特性及汽车的运行工况，使 能量在各个能源转换装置之间按最佳路线流动， 从而达到最高的整车能源利用效率。 • • 各能源转换装置为: • 发动机、储能装置、电动机动力传递装置、功率 变换模块、发电机和燃料电池等。
新能源汽车能源管理系统
• 纯电动汽车，能源转换装置组成: • 由蓄电池、电动机/发电机、功率变换器及动力传递装置等。
进行汽车能源管理系统
一、概述 • 组成： • 硬件：传感器、ECU控制单元和执行元件。
• 软件系统主要是对传感器输送来的信号进行计算 处理，对能源转换装置的工作能量进行优化分析， 并向执行元件发出指令，控制其动作。
新能源汽车能源管理系统
• 电动汽车能源管理系统的功用： • 是在满足汽车基本技术性能和成本等要求的前
感器收集到的运行数据，完成下列功能：选择电 池的充电方案、显示蓄电池的荷电状态（SOC）、 监控蓄电池的动作、预测剩余行驶里程、调节车 灯亮度、调节车内温度以及回收再生制动能量为 蓄电池充电等。其中，电池管理系统（BMS）是 能量管理系统（EMS）中的一个主要子系统，它 处理蓄电池的显示、测量、预测和全面管理等问 题。
新能源汽车能源管理系统
• （3）能量管理 在能量管理中，SOC、SOH、电流、电压、温 度等参数作为输入用来完成下列功能：①用SOC，SOH和温度限 制电池放电电流；②控制充电过程，包括均衡充电。充放电过程 的监控和限制与电池种类、电池工艺关系很大。
• （4）热管理 热管理的功能是使电池单体温度保持在合理的范 围内并且要求均衡，对高温电池实施冷却，在低温条件下对电池 进行加热等。对于大功率放电和高温条件下使用的电池，电池的 热管理功能更为重要。
• 2）单节电池管理 对单节电池动态电压和温升的变化进行实时测 量，对电池组中各个电池的不一致性进行监控和管理，能够及时 地发现和剔除有性能缺陷的单体蓄电池。
新能源汽车能源管理系统
2．电池管理系统的功能
• 显示荷电状态 （SOC）、提供电池 温度信息、电池高温 报警、电池性能异常 早期警报、显示电解 液状态、提供电池老 化信息、记录电池关 键数据。
电动汽车的能源管理系统与辅助装置
• 第一节 电动汽车的能源管理系统 • 第二节 充电器 • 第三节 电源变换装置 • 第四节 电动汽车制动能量回收系统 • 第五节 燃料电池汽车氢安全系统 • 第六节 电动汽车的基础设施
新能源汽车能源管理系统
• 教学目的和要求： • 了解电动汽车能源管理系统与辅助装置分类，掌握组成、构造
新能源汽车能源管理系统
• 混合动力燃料电池汽车和混合动力电动汽车，能 量转换装置通常有发电装置（发动机/发电机或燃 料电池）、功率变换器、动力传递装置、能量储 存装置、充放电装置等。
• 能量传递路线： • 一是由发电装置到车轮， • 二是由蓄电池到车轮， • 三是由发电装置到能量储存装置， • 四是由车轮到能量储存装置（能量回收）。
新能源汽车能源管理系统
二、纯电动汽车的能源管理系统
• 输入能源管理 系统电控单元 ECU的参数有 车辆运行状态 参数：行驶速 度、电动机功 率等；各电池 组的状态参数： 工作电压、放 电电流和电池 温度等；以及 车辆操纵状态： 制动、启动、 加速和减速等
新能源汽车能源管理系统
• 功能： • 能量管理系统采集从纯电动汽车各子系统通过传
和工作原理、特点、应用。 • 本章重点： • 电动汽车的能源管理系统 、充电器、电源变换装置和电动汽车
制动能量回收系统 • 本章难点：电动汽车的能源管理系统 • 教学内容要点：
新能源汽车能源管理系统
第一节 电动汽车的能源管理系统
• 定义： • 电动汽车能源管理系统是对动力系统能源转换装置的工作能量
新能源汽车能源管理系统
• 3、电池SOC的估计和故障诊断 • 动力电池组管理系统应具有对SOC的显示功能或
汽车在线可行驶里程显示功能，SOC的误差＜8%， 配备故障诊断专家系统，可以早期预报动力电池 组的故障和隐患。具有自检和诊断功能，以及高 抗干扰能力。
新能源汽车能源管理系统
• 1．电池管理系统 • 主要包括： • 动力电池组管理系统 • 热（温度）管理系统 • 高压电线线路管理系统
新能源汽车能源管理系统
• （1）动力电池组组成: • 需要多节单体电池或多个蓄电池串联起来， • 总电压:200~ 400V。 • 动力电池组管理系统一般采用微处理器通过标准通信接口、
• 图8-2 电动汽车电池管理系 统功能示意图
新能源汽车能源管理系统
• （1）数据采集 电池管理系统的所有算法都以采集的数据作为输 入，采样速率、精度和前置滤波特性是影响电池管理系统性能的 重要指标。电动汽车电池管理系统的采样速率一般要求大于 200HZ（50ms）。
• （2）电池状态估计 电池状态估计包括 SOC（state of charge） 和 SOH（state of health）两个方面。SOC告诉驾驶员电池的荷 电量，以此可以估计汽车还能行驶的里程；SOH告诉驾驶员电池 的寿命还有多久。SOC和SOH是进行能量管理的重要参数。最常 用的SOC估计方法是Ah计量结合效率补偿的方法。
CAN总线和控制模块等对动力电池组进行管理。
新能源汽车能源管理系统
（2）功能
• 1）动力电池组管理 监控动力电池组充电和放电时的电压和电流、 动力电池组的温度变化等。通过显示装置来动态显示蓄电池在充 电和放电工作过程中的SOC的变化，避免动力电池组过充或过放， 保护蓄电池不受损害，保持电池组的最佳工作状态。
新能源汽车能源管理系统
• （5）通信功能 电池管理系统与车载设备或非车载设备的通信 也是重要功能之一。根据应用需要，数据交换可采用不同的通信 接口，如：模拟信号、PWM信号、CAN总线或I2C串行接口。
• （6）安全管理 具体功能为：防止电池过热而发生热失控；监 测电池的电压、电流是否超过限制；防止电池过度放电，尤其是 防止个别电池单体过度放电。
提下，根据各部件的特性及汽车的运行工况，使 能量在各个能源转换装置之间按最佳路线流动， 从而达到最高的整车能源利用效率。 • • 各能源转换装置为: • 发动机、储能装置、电动机动力传递装置、功率 变换模块、发电机和燃料电池等。
新能源汽车能源管理系统
• 纯电动汽车，能源转换装置组成: • 由蓄电池、电动机/发电机、功率变换器及动力传递装置等。
进行汽车能源管理系统
一、概述 • 组成： • 硬件：传感器、ECU控制单元和执行元件。
• 软件系统主要是对传感器输送来的信号进行计算 处理，对能源转换装置的工作能量进行优化分析， 并向执行元件发出指令，控制其动作。
新能源汽车能源管理系统
• 电动汽车能源管理系统的功用： • 是在满足汽车基本技术性能和成本等要求的前
感器收集到的运行数据，完成下列功能：选择电 池的充电方案、显示蓄电池的荷电状态（SOC）、 监控蓄电池的动作、预测剩余行驶里程、调节车 灯亮度、调节车内温度以及回收再生制动能量为 蓄电池充电等。其中，电池管理系统（BMS）是 能量管理系统（EMS）中的一个主要子系统，它 处理蓄电池的显示、测量、预测和全面管理等问 题。
新能源汽车能源管理系统
• （3）能量管理 在能量管理中，SOC、SOH、电流、电压、温 度等参数作为输入用来完成下列功能：①用SOC，SOH和温度限 制电池放电电流；②控制充电过程，包括均衡充电。充放电过程 的监控和限制与电池种类、电池工艺关系很大。
• （4）热管理 热管理的功能是使电池单体温度保持在合理的范 围内并且要求均衡，对高温电池实施冷却，在低温条件下对电池 进行加热等。对于大功率放电和高温条件下使用的电池，电池的 热管理功能更为重要。
• 2）单节电池管理 对单节电池动态电压和温升的变化进行实时测 量，对电池组中各个电池的不一致性进行监控和管理，能够及时 地发现和剔除有性能缺陷的单体蓄电池。
新能源汽车能源管理系统
2．电池管理系统的功能
• 显示荷电状态 （SOC）、提供电池 温度信息、电池高温 报警、电池性能异常 早期警报、显示电解 液状态、提供电池老 化信息、记录电池关 键数据。
电动汽车的能源管理系统与辅助装置
• 第一节 电动汽车的能源管理系统 • 第二节 充电器 • 第三节 电源变换装置 • 第四节 电动汽车制动能量回收系统 • 第五节 燃料电池汽车氢安全系统 • 第六节 电动汽车的基础设施
新能源汽车能源管理系统
• 教学目的和要求： • 了解电动汽车能源管理系统与辅助装置分类，掌握组成、构造