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新能源轿车BMS体系结构及关键技术解析

新能源汽车BMS系统结构及关键技术解析-传统能源和短缺以及对环境保护的客观要求下,新能源汽车成为了未来汽车的发展方向。最近几年新能源汽车产业进入快速发展轨道,2015年全球新能源汽车达到50万台销量,

传统动力和缺少以及对环境维护的客观要求下,新动力轿车成为了未来轿车的开展方向。最近几年新动力轿车工业进入快速开展轨迹,2015年全球新动力轿车抵达50万台销量,其间我国销售出33万台。在新动力轿车的快速开展进程中,电池办理体系BMS)作为中心的技能发挥着无足轻重的效果。

新动力轿车为什么需求BMS

锂电池一般有两种外型:圆柱型和方型。电池内部选用螺旋绕制结构,用一种十分精密而渗透性很强的聚乙烯薄膜阻隔资料在正、负极间距离而成。正极包含由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)。负极资料多选用石墨。今后钛酸盐可能是更好的资料。

锂电芯的内部构照图

浅显的说便是锂离子在充放电的进程中经过电解液穿过隔阂不断的在正负南北极之间来回搬迁,锂离子的质量好坏,就取决于来回搬迁的数量,多了少了都不可,操控的好,就能够重复充电下去而不削减容量,不然就会让电池容量发生永久性的下降,乃至爆破。

还有每个电芯,每一批电芯制作进程中,工艺上的问题和原料的不均匀,使得电池极板活性物质的活化程度和厚度、微孔率、连条、隔板等存在很细小的不同导致内部结构和原料上的不完全共同性。

实际运用中,电池组中各个电池的电解液密度、温度和通风条件、自放电程度及充放电进程等不同的影响。构成同一类型、标准的电池在电压、内阻、容量等方面的参数值存在不同,使其在电动轿车上运用时,功用指标往往达不到单体电池的原有水平,严峻影响其在电动轿车上的运用。

电池组都是经过串并联组成的,串联就比如一行人排成一列队形,假如其间一个人走的慢就会影响整个部队,其间一个电芯功用下降就会影响整个电池组的功用,严峻的构成全体替换。

锂电池单体假如过大,运用进程中简单发生高温,不利于安全,大容量电池有必要经过串并联的办法构成电池组。而每个单体电池本身不可能做到功用共同,再加上运用环境的影响,均会构成电池寿数的不同,大大影响整个电池组的寿数和功用。

所以锂电池需求BMS(Battery Management System)严格操控充放电进程,避免过充,过放,过热。延伸电池组的运用寿数,并发挥最大的效能。

新动力轿车的电池包与BMS

咱们知道电动轿车动力电池是由几千个小电芯组成的,电池包的组成首要包含电芯、模块、电气体系、热办理体系、箱体和BMS。


新动力轿车电池包

电池包是新动力轿车中心部件,为整车供给驱动电能,它首要经过金属原料的壳体包裹构成电池包维护主体。电芯经过模块化的结构规划完成了电芯的集成,而且包含电芯的散热硬件,散热体系规划的好坏是BMS完成优秀办理的条件,这也是个家厂商技能先进与否的重要表现。经过热办理规划与仿真优化电池包热办理功用,电器部件及线束完成了操控体系对电池的安全维护及衔接途径;经过BMS完成对电芯的办理,以及与整车的通讯及信息交流。

一个完好的电池包体系

BMS的原理及体系框图

电池办理体系(英语:Battery Management System,缩写BMS)是对电池进行办理的体系,一般具有量测电池电压的功用,避免或避免电池过放电、过充电、过温等反常情况呈现。跟着技能开展,现已逐步添加许多功用。

电池办理体系与电动轿车的动力电池紧密结合在一起,经过传感器对电池的电压、电流、温度进行实时检测,一起还进行漏电检测、热办理、电池均衡办理、报警提示,核算剩下容量(SOC)、放电功率,陈述电池劣化程度(SOH)和剩下容量(SOC)状况,还根据电池的电压电流及温度用算法操控最大输出功率以取得最大行进路程,以及用算法操控充电机进行最佳电流的充电,经过CAN总线接口与车载总操控器、电机操控器、能量操控体系、车载显现体系等进行实时通讯。

BMS体系框图

BMS 全体功用

电池办理体系(BMS)的功用应当包含电池根本维护功用、电池均衡功用、电 池储藏能量测算功用和网络通讯功用。

BMS 中的三个关键技能及开展

SOC估量

即准确估量电池剩下电量,确保 SOC 维持在合理的规模内,避免因为过充电或过放电对电池的损害,然后随时预告混合动力轿车储能电池还剩下多少能量或许储能电池的荷电状况。

SOC的预算精度高,关于相同量的电池,能够有更高的续航路程。所以,高精度的SOC预算能够有效地下降所需求的电池本钱。

SOC是根据监测的外部特性信息核算出来的传输信息。SOC奉告车主当时电量的一起,也让轿车了解本身电量,避免过充过放,进步均衡共同性,进步输出功率削减额定冗余。体系底层内部都是经过杂乱的算法核算,确保轿车安全继续安稳运转,进步安全性。因而准确预算SOC数值变得十分重要,其算法是相关企业的中心竞争力之一。

均衡操控

确保电池单体的参数共同性,即为单体电池均衡充电,使电池组中各个电池都抵达均衡共同的状况。均衡操控分为自动均衡与被迫均衡。

自动均衡是对电池组在充电、放电或许放置进程中,电池单体之间发生的容量或电压差异性进行均衡,来消除电池内部发生的各种不共同性。而在这一进程中,涉及到能量的搬运,能量搬运一般有两种办法,一种是将能量高的单体电池能量均衡到能量低的电池,另一种是将电压(容量)高的单体电池的能量搬运给一个备用电池,再由备用电池搬运到其它电压(容量)较低的电池。

在传统能耗型BMS体系中,均衡办法首要以被迫均衡为主,选用单体电池并联分流能耗电阻的办法,且只能在充电进程中做均衡作业。其作业原理是经过对电压的收集,发现串联单体电池之间的差异,以设定好的充电电压的“上限阈值电压”为基准,任何一只单体电池只要在充电时最早抵达“上限阈值电压”并检测出与相邻组内电池差异时,即对电池组内单体电压最高的那只电池,经过并联在单体电池的能耗电阻进行放电电流,以此类推,一直到电压最低的那只单体电池抵达“上限阈值电压”为一个平衡周期。

自动均衡与被迫均衡比照

热办理

使电池作业在恰当的温度规模内和下降各个电池模块之间的温度差异。热办理首要包含确认电池最优作业温度规模、电池热场核算及温度猜测、传热介质挑选、热办理体系散热结构规划和风机猜测稳点的挑选。

热办理体系的关键技能有:

确认电池最有作业温度规模;

电池热场核算及温度猜测;

传热介质挑选;

热办理体系散热结构规划;

风机与测温点挑选。
更多新动力轿车市场规模及技能开展趋势的解读请戳—>《新动力轿车市场规模及开展方向》

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