电池管理系统BMS基础

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➢必要性:
BMS与充电机相互交互,保证充电过程始终在安全状态下进行, 充电方式包括了快充与慢充两种方式。
由于单体电池存在制造不一致性和使用不一致性,而不一致 性会显著降低电池组的使用效率。均衡的目的就是为了提高 电池的一致性,从而提高电池组的使用效率。
由于过高或过低的温度都会加速电池老化,减少其寿命,热 管理的目的就是保证电池在合理的温度范围内工作。
由于电动汽车上使用的电池组,电压高达几百伏,一旦出现 绝缘薄弱,造成漏电,十分危险,所以需要实时监测电池包 的绝缘状态。GB/T 18384-2015 规定,绝缘电阻应满足:直 流电路>100Ω/V;交流电路>500Ω/V。
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3
➢控制功能:通过继电器控制电池组的充电、放电;电池组的
均衡控制;电池包的热管理。
电池外形: ✓ 圆柱形,单个容量较小,需要很多个电池来构成电池组, 成组较麻烦; ✓ 塑壳方形,容量大,便于成组,但散热性不好; ✓ 软包,容量略低,散热性好,重量轻,需要通过焊接或夹 具来进行成组。
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2
➢监测功能:实时监测单体电池的温度、电压;电池组的总电
压、电流;电池包的绝缘状态。
➢必要性:
监测单体电压是为了防止出现过充过放;监测温度是为了防 止电池在过高或过低的温度下工作。
总电压、电流的监测,一方面是为了实时显示电池状态,另 一方面是为了计算电池组的状态,如剩余容量、最大充放电 功率等。
电池管理系统
(Battery management system, BMS)
➢概述
电动汽车电池管理系统(BMS)是连接车载动力电池和电动 汽车的重要桥梁,其作用是监控电池的状态,管理电池的充放电, 提高电池的使用效率,防止电池出现过充和过放,延长电池的使用 寿命等。
电池组
BMS
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电动汽车
1
➢BMS系统架构
➢必要性:
较低等级的故障预警能够提示驾驶员及时采取应对措施,如 SOC低,应及时充电。
当出现较高等级的故障时,如严重绝缘漏电(<100Ω/V)时, 能够及时切断继电器,保证驾驶员或乘客处于安全状态。
故障码的保存,能够为后期车辆维护提供参考。
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6
➢电池选型:
电池类型: ✓ 磷酸铁锂,电压平台略低,电池安全性高,不会爆炸; ✓ 三元电池,电压平台高,能量密度更大,但安全性相对差 一点,会爆炸。
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4
➢状态估计:估计电池组的剩余电量(SOC)、最大充放电功率
(SOP)、健康状态(SOH)或剩余寿命等
➢必要性:
实时估计SOC,一方面是为了告诉驾驶员车辆的剩余里程。另 一方面作为其他决策的输入变量。
SOP体现了电池组实时的功率能力,整车控制器会根据这一参 数来限制电机的功率。如果不进行限制,电池会被过充或过 放,影响其寿命。
SOH体现了电池组剩余寿命,对于纯电动车,一般认为当电池 的实际容量下降到额定容量的80%之后,SOH就下降为0,此时 的电池组已不适合作为车载动力电池。对于混合动力汽车, 还会考虑内阻上升的影响。
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5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢故障诊断与预警:主要包括欠压、过压、高温、低温、过
流,SOC低,绝缘漏电,继电器故障,BMS硬件故障,通信故障等。
主要分为包括数据监测模块、控制模块(包括继电器、均衡 和热管理)、状态估计模块、故障诊断模块,以及通信模块等。
通常分为集中式和分布式两种系统。分布式系统最为常见, 由一个主控制器(BCU)和多个从控制器(BMU)组成。
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BCU
BMU
BCU:Battery control unit BMU: Battery monitor unit
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