特斯拉汽车电源管理技术课件
新能源汽车能源管理系统 ppt课件
图8-5 燃料电池汽车能源管理系统结构
• 2．混合动力汽车的能源管理系统 • （1）长安混合动力汽车的系统结构 • 该车的能源传递路线有四条: • 第1条路线为从四缸电喷发动机到轮胎； • 第2条路线为动力电池组到轮胎； • 第3条为从发电装置ISG到动力电池组； • 第4条路线为轮胎到动力电池组，在汽车下坡或制
• 能源管理策略主要包括功率分配策略、速比控
制和制动能量回馈策略三个组成部分。功率分配 是核心问题。只有三者紧密结合，才能降低燃料 消耗、延长燃料电池和蓄电池的使用寿命。
• 对于采用蓄电池的燃料电池汽车来说，能源管理 策略的主要任务为：
• ① 在不损害蓄电池的情况下，满足汽车动力性的 设计要求，保证统采集从纯电动汽车各子系统通过
传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。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
• 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
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。
电动汽车动力电池及电源管理课程 教学课件
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❖ 罗伯特·安德森的电动马车
❖第二阶段 电动汽车的发展
❖ 1881年11月，法国人古斯塔夫·特鲁夫在巴黎 展出了一台电动三轮车。加上乘员后总重 量达到 了160千克，时速达到了12千米。1882年，威 廉姆·爱德华·阿顿和约翰·培理也制成了一辆电动 三轮车，车上还配备了照明灯。这辆车的总重量 提高到了168千克， 时速提高到了14.5千米。
❖ 1902年，瑞典工程师丹尼尔森利用特斯拉感应 电动机的旋转磁场观念，发明了同步电动机。
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❖ 达文波特及其发明的电动机
电动汽车的发展历程
❖第一阶段 电动汽车的发明 ❖ 早在1830年代，苏格兰发明家罗伯特·安德森
(Robert Anderson)便成功地将电动机装在一 部马车上，1842年又与托马斯·戴文波特 (Thomas Davenport)合作，打造出世界上 第一部以电池为动力的电动汽车，采用不可充电 的玻璃封装蓄电池，开创了电动车辆发展和应用 的历史。
❖ 1901年爱迪生发明了Fe-Ni电池；
❖ 1984年波兰的飞利浦（Philips）公司成功研 制出LaNi5储氢合金，并制备出MH-Ni电池。
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❖ 发明大王爱迪生和他的铁 镍电池
❖ 1991年，可充电的锂离子蓄电池问世，实验室 制成的第一只18650型锂离子电池容量仅为 600mA·h；
❖ 1831年，美国人约瑟夫·亨利改进了法拉第电动 机，使用电磁铁代替永久磁铁，提高了输出功率 ，从而向实用电动机发展跨出了重要一步。
❖ 1834年，德国人莫里茨·赫尔曼·雅可比对亨利电 动机作了重要革新，把水平的电磁铁改为转动的 电枢，并加装了换向器，制成了第一个电动机样 机。1838年，制造出世界上第一台实用直流电 动机，安装在船上，并试航成功。从此，电动机 就完成了从实验室模型到实用电动机的转化。
新能源汽车动力电池及电源管理演示教学共102页
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
新能源汽车动力电池及电源管理演示 教学
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
Hale Waihona Puke •9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析
特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析1. Tesla 目前推出了两款电动汽车，Roadster 和Model S ，目前我收集到的Roadster 的资料较多，因此本回答重点分析的是Roadster 的电池管理系统。
2. 电池管理系统（Battery Management System, BMS ）的主要任务是保证电池组工作在安全区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。
BMS勺主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。
我的主要研究方向是电池的热管理系统，因此本回答分析的是电池热管理系统（Battery Thermal Management System, BTMS）.1. 热管理系统的重要性电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。
首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。
温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下（如低于0° C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。
其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。
生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。
另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。
电池的适宜温度约在10~30° C 之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。
动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命，增加用户的总拥有成本。
电池热管理系统是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。
一文带你看懂新能源汽车电池管理系统
一文带你看懂新能源汽车电池管理系统2012年6月，特斯拉电动汽车ModelS正式上市，续驶里程为483km。
这是世界第一款真正实用的长续驶里程纯电动汽车，给人们带来了对纯电动汽车的巨大信心，鼓励更多的高性能电动汽车不断推出。
Model S实现长续驶里程的最核心技术，应是特斯拉创新设计的电池管理系统(Battery Management System, BMS）。
一辆电动汽车的动力蓄电池由成百上千块电芯(也称单体电池)组成，比如特斯拉Model S的电池组就由7000多块电芯组成。
尽管电池制造工艺已经让各个电芯之间的差异化缩小，但是电芯之间仍然存在内阻、容量、电压等差异，使用中容易出现散热不均或过度充放电等现象。
时间一长，就很可能导致电池损坏甚至爆炸的危险。
因此，必须为动力蓄电池配备一套具有针对性的电池管理系统，像管家那样照料电池，保证电池处于正常工作状态。
一、蓄电池管理系统的组成蓄电池管理系统在硬件上可以分为主控模块和从控模块两大部分。
蓄电池管理系统主要由数据采集单元(采集模块)、中央处理单元(主控模块)、显示单元、均衡单元检测模块(电流传感器、电压传感器、温度传感器、漏电检测)、控制部件(熔断器、继电器)等组成。
中央处理单元由高压控制电路、主控板等组成;数据采集单元由温度采集模块、电压采集模块等组成，它们一般采用CAN总线技术实现相互间的信息通信。
1.主控模块主控盒。
主控盒是动力蓄电池管理系统的控制中心，用来控制总正继电器、加热继电器以及预充继电器，还通过CAN总线与VCU进行通信。
下图为特斯拉model 3主控盒电路板。
2.从控模块从控盒。
从控盒用来分别采集左右动力蓄电池组的蓄电池单体电压和动力蓄电池模组温度，然后通过CAN总线将信息输送给主控盒。
下图为特斯拉model 3从控盒电路板。
二、蓄电池管理系统的分类随着对于磷酸铁锂动力蓄电池一致性较差、三元锂热失控风险更大的问题暂时还不能完全解决，动力电池厂商的工程师们，除了在动力电池包结构上改进，工艺和散热要求提高之外，对BMS 的功能也提出了新的要求。
新能源汽车动力电池及电源管理 ppt课件
• 在进行充放维护时，将动力电源系统按正常工作要求连接到位，接通管理系 统的电源，监测电池的装调，根据监测的数据判断电池所处的环境温度、电 池温度及电池电压等状态是否正常
• 进行充放维护前，操作者应先检查电源系统各部分的情况，在确保各部分正 常的情况下才能进行充放维护。
• 维护均应在温度15~30°，相对湿度45%~75%，大气压86~106kPa的环境中
• 检查插头是否完好，各种线束有无擦伤、有无金属部分外漏
• 检查电池包的冷却通道是否异常。
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维护内容
• 绝缘
• 断开电池组与整车的高压连接，用数字电压表测量各个电池包的总正、总负 端子对车体的电压，是否小于上限值。如发现电压偏高，应测量电池包箱体 与车体是否绝缘，如有问题，应由专业人员进行维修。通常可以根据总正和 总负对于车体的电压大致确定多个电池包组成的电源系统中哪一个对车体绝 缘出现问题；通过测量电池包总正、总负对电池包外壳的电压大致确定电池 包内绝缘故障的电池模块
操作这些线束和部件时需要特别注意。 • 对高压系统进行操作时，在旁边放置“高压工作，请勿靠近”的警告牌。 • 不要携带任何类似卡尺或测量卷尺等的金属物体，避免掉落导致短路 • 拆下任何高压配线后，立刻用绝缘胶带将其绝缘。 • 一定要按照规定扭矩将高压螺钉端子拧紧。扭矩不足或过量都会导致故障 • 完成对高压系统的操作后，应再次确认在工作平台周围没有遗留任何零件或
• 每次停车都必须关闭电源开关，拔下钥匙，将档位开关扳 至空挡位置，并将手刹拉起。
• 儿童在车内玩耍时要拔掉钥匙开关，以免造成危险。 • 充电应在儿童无法接触到的地方进行 • 因事故或其他原因造成起火时应立即关闭总电源开关
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电动汽车动力电池及电源管理PPT(共 67张)
理、热管理等的实现方法
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
7.1 动力电池管理系统功能及参数采集方法
组成：端电压传感器、继电器阵列、A/D转换芯片、光 耦、多路模拟开关
应用特点：所需要测量的电池单体电压较高而且对精 度要求也高的场合使用
单体电压采集方法
（2）恒流源法
组成：运放和场效应管组合构成减法运算恒流源电路 应用特点：结构较简单，共模抑制能力强，采集精度
高，具有很好的实用性。
使用场合 价格
普及程度
分流器
有
需插入主电路
直流、交流、 脉冲 无隔离
小信号放大、 需控制处理 小电流、控制
测量 较低
普及
互感器
无 开孔、导线传
入 交流
隔离
使用较简单 交流测量、电
网监控 低 普及
霍尔元件电流 传感器 无
开孔、导线传 入
直流、交流、 脉冲 隔离
使用简单
控制测量
较高 较普及
光纤传感器 无 -
单体电压采集方法
(5)线性光耦合放大电路采集法
应用特点：线性光耦合放大电路不仅具有很强的隔离 能力和抗干扰能力，还使模拟信号在传输过程中保持 较好线性度，电路相对较复杂，精度影响因素较多
基于线性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图
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。
特斯拉热管理介绍ppt课件
Tesla MODEL X
MODEL X
➢ 电池加热、乘员舱加热原理：PTC加热及电机回路余热加热的方式对电池包和乘员舱加热。共有两种加热 方式，完全依靠PTC加热和电机余热利用的加热方式，途中绿色线条即为单独PTC加热的路径，即：水泵电池包-PTC-暖风水箱-四通阀-水泵-chiller-水泵。另外一种加热方式则依靠四通阀的控制来实现，即：电 机回路-三通-三通阀-四通阀-四通阀-水泵-chiller-水泵-电池包-PTC-暖风水箱-四通阀-副水箱-电机回路。
特斯拉热管理介绍
MODEL S
➢ 总架构
Tesla MODEL S
Tesla MODEL S
MODEL S
➢ 电池冷却：chiller-三通-水泵-三通-PTC-电池包-三通-三通-四通阀-水泵-三通阀-chiller ➢ 电池加热：水泵-三通-PTC-电池包-三通-三通-四通阀-水泵-三通阀-三通-水泵
Tesla MODEL X
MODEL X
➢ 电驱及电控冷却：电机、电控存在三种冷却方式①电机回路不经过散热器的小循环冷却；②电机回路经 过电池包的小循环冷却；③电机回路经过散热器的大循环冷却，不经过电池包。
MODEL 3
➢ 结构
1. A/C Compressor 压缩机 2. Cabin heater 加热PTC 3. HV Battery Pack 动力电池 4. HV Battery Pack service panel 集成 式高压盒 5. Rear Drive unit 后电机 6. HV cabling 高压线束 7. Charge port 充电口
MODEL X
➢ 电池冷却：车辆行驶或充电时，电池温度上升，BMS会根据预先设定的程序发送指令让压缩机工作，并 调节通向chiller的膨胀阀，同时电池包回路的水泵会运转，冷却液在chiller内部与冷媒进行热交换，冷却液 温度降低，然后经水泵-电池包-PTC-暖风水箱-四通阀-水泵-chiller，完成一个循环。
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国家电网电学习动交流la电动车充电技术 及其发展
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现行电动车充电头标准
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Tesila研发充电方式
特斯拉充电方式
1 移动充电包（选配） 售价: 650$
充电电压: 110V
充电速度: 10英里/小时 16公里/小时
2 高能充电桩（出 厂自带）
特斯拉汽车电源管理技术
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作为电动汽车用的动力电池主要有以下几个要求
良好的充放电性能（快速充放电 性能和耐过充，过放电容量）。
高功率密度（在单位质量或体积 下尽可能提高容量）。
较长的循环使用寿命和良好的安全 性能。
价格低廉且较为成熟的电池生产技 术。
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Tesla：竞争力来自极致创新
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Tesila新型充电站
太阳能充电
2014年Tesla公司启 用了一批太阳能充电站 网络，为该公司的电动 汽车免费提供独家充电 服务。
这些充电站使用快 速增压器直流充电技术， 汽车电池仅需要30分钟 就能完成充电，足够汽 车以每小时60英里的速 度行驶三个小时。
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Tesla电池管理系统
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Tesla电池管理技术
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Tesla电池管理技术
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Tesla电池管理技术
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Tesla电池管理技术
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Tesla电池管理技术
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Tesla电池热管理系统
Roadster的电池热管理系统示意图
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Tesla电池热管理系统
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Tesla电池热管理系统
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第二部分
Tesla汽车的充电
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主流电动汽车充电方案
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1、交流慢充
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2、直流快充
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3、更换电池
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我国目前电动车充电桩分布
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特斯拉产业链解析
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Tesla强大的电池系统：18650单体电池
特斯拉是唯一一家采用18650 型三元 锂离子电池的电动汽车公司。这种 类型电池曾一直用于笔记本电脑、 数码相机、手机等电子消费产品中。
优点：电池本身能量较小，一旦发生爆炸威力有 限。并且由于大量并联配置电池单元，即使并联 的一个电池单元出现故障，最多是续航距离缩短 一块电池单元的行驶距离。而且电池工艺成熟 （经过长期市场检验）、适合大批量生产，同时 电池一致性高、成本低。单从性能上看更适合于 动力电池 技术难点：如何把多个18650电池组合在一起并很 好地管理这些电池
售价: 3600$
输出电压: 240V/40A
充电速度: 29英里/小时 46公里/小时
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3 超级充电桩
售价: 10W-17.5W$
充电输出: 380V/200A
充电速度: 220英里/小时 350公里/小时
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Tesla电池充电技术和充电站
特斯拉model s电动汽车配备有10 千瓦车载充电器，输入兼容 性：85-265 伏，45-65 赫兹，1-40 安（可选 20 千瓦双充电器， 输入兼容性增加至 80 安）。峰值充电效率为92 %。
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无线充电
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STOP
THE END THANKS!
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Tesila专用充电站的发展
START
N’O END
2012 2013 2014 2015 20XX
6座充电 109座开 桩开放使 放使用 用（美国） （美国）
180座以 200座以 上开放使 上 （美 用（美国） 国）
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世界范围 内增大开 放数量
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Tesila充电站
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Tesla Motors公司的 Roadster纯电动汽车采用了液 冷式电池热管理系统。通过上 述热管理系统，Roadster电池 组内各单体电池的温度差异控 制在±2°C内。2013年6月的 一份报告显示，在行驶10万英 里后，Roadster电池组的容量 仍能维持在初始容量的 80%~85%，而且容量衰减只与 行驶里程数明显相关，而与环 境温度、车龄关系不明显。上 述结果的取得依赖电池热管理 系统的有力支撑。