電池組SOC 估計(jì):電池組由多節(jié)電池串并聯(lián)組成,由于電池單體間存在不一致性,成組后的電池組SOC 計(jì)算更為復(fù)雜。由多個(gè)電芯并聯(lián)連接的電池模塊可以被認(rèn)為是具有高容量的單個(gè)電池,并且由于并聯(lián)連接的自平衡特性,可以像單個(gè)電池一樣估計(jì)SOC。在串聯(lián)連接條件下,粗略的估計(jì)電池模塊的SOC也可以像單體電池一樣,但考慮到電池的均勻性,情形會(huì)有些不同。假設(shè)電池模塊中每個(gè)單體電池的容量和SOC是已知的。如果有一個(gè)非常高效且無損的能量均衡裝置,則電池模塊的SOC:BMS實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)電池組運(yùn)行過程中的重要信息,與外部設(shè)備如整車控制器交換信息。新能源電動(dòng)汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)
一維模型中只考慮電池在一個(gè)方向的溫度分布,在其他方向視為均勻。二維模型考慮電池在兩個(gè)方向的溫度分布,對(duì)圓柱形電池來說,軸向及徑向的溫度分布即可反映電池內(nèi)部的溫度場(chǎng)。二維模型一般用于薄片電池的溫度分析。三維模型可以完全反映方形電池內(nèi)部的溫度場(chǎng),仿真精度較高,因而研究較多。但三維模型的計(jì)算量大,無法應(yīng)用于實(shí)時(shí)溫度估計(jì),只能用于在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行溫度場(chǎng)仿真。為了讓三維模型的計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)應(yīng)用,研究人員利用三維模型的溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果,將電池產(chǎn)熱功率和內(nèi)外溫差的關(guān)系用傳遞函數(shù)表達(dá),通過產(chǎn)熱功率和電池表面溫度估計(jì)電池內(nèi)部的溫度,具有在BMS中應(yīng)用的潛力。新能源動(dòng)力BMS電池管理控制系統(tǒng)組成BMS在線故障診斷。包括故障檢測(cè)、故障類型判斷、故障定位、故障信息輸出等。
關(guān)于鋰電池應(yīng)用較多、影響范圍較普遍的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有4個(gè)。《危險(xiǎn)物品運(yùn)輸試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》(UN 38. 3)IEC62281:2012《運(yùn)輸中鋰原電池和電池組及鋰蓄電池和電池組的安全》均側(cè)重于鋰離子電池在運(yùn)輸中的安全測(cè)試和安全要求,主要針對(duì)鋰離子電池在運(yùn)輸過程中的外部環(huán)境及機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行模擬,試驗(yàn)項(xiàng)目包括高度模擬、溫度試驗(yàn)、振動(dòng)、沖擊、外短路、撞擊、過度充電和強(qiáng)制放電等8 項(xiàng),要求電池在測(cè)試過程中,應(yīng)保證包裝不脫落、不變形、無質(zhì)量損失、不漏液、不泄放、不短路、不破裂、不爆不炸且不著火。
SOC(State of Charge),可用電量占據(jù)電池較大可用容量的比例,通常以百分比表示,100%表示完全充電,0%表示完全放電。這是針對(duì)單個(gè)電池的定義,對(duì)于電池模塊(或電池組,由于電池組由多個(gè)模塊組成,因此從模塊SOC計(jì)算電池組的SOC就像電池電池單體SOC估計(jì)模塊SOC一樣),情況有一點(diǎn)復(fù)雜。在SOC估計(jì)方法的之后一節(jié)討論。目前,對(duì)SOC 的研究已經(jīng)基本成熟,SOC 算法主要分為兩大類,一類為單一SOC 算法,另一類為多種單一SOC 算法的融合算法。單一SOC 算法包括安時(shí)積分法、開路電壓法、基于電池模型估計(jì)的開路電壓法、其他基于電池性能的SOC估計(jì)法等。融合算法包括簡(jiǎn)單的修正、加權(quán)、卡爾曼濾波(或擴(kuò)展卡爾曼濾波)以及滑模變結(jié)構(gòu)方法等。電池管理系統(tǒng)(BMS)為一套保護(hù)動(dòng)力電池使用安全的控制系統(tǒng)。
對(duì)于混合動(dòng)力車電池,由于工況復(fù)雜,運(yùn)行中為了維持電量不變,電流有充有放;停車時(shí)除了維護(hù)外,沒有站上充電的機(jī)會(huì);電池容量較小,安時(shí)積分的相對(duì)誤差大。因此,簡(jiǎn)單的開路電壓修正方法還不能滿足混合動(dòng)力車電池SOC 的估計(jì)精度要求,需要其他融合方法解決。加權(quán)融合算法是將不同方法得到的SOC 按一定權(quán)值進(jìn)行加權(quán)估計(jì)的方法。Mark Verbrugge等采用安時(shí)積分獲得SOCc與采用具有滯回的一階RC模型獲得SOCv的加權(quán)方法估計(jì)SOC,卡爾曼濾波是一種常用的融合算法。由于SOC不能直接測(cè)量,目前一般將兩種估計(jì)SOC 的方法融合起來估計(jì)。SOC被當(dāng)成電池系統(tǒng)的一個(gè)內(nèi)部狀態(tài)分析。隨著電池行業(yè)的日益擴(kuò)張,電池的測(cè)試也越來越被重視。研發(fā)BMS電池管理監(jiān)控系統(tǒng)廠家
安全性能等潛在的缺陷給判斷鋰離子電池是否合格帶來困難。新能源電動(dòng)汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)
日前聯(lián)合市場(chǎng)研究公司發(fā)布報(bào)告稱,到2027年,全球電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)將以20.2%的復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到248.3億美元。該報(bào)告認(rèn)為,全球電動(dòng)汽車需求的激增以及不同領(lǐng)域鋰離子電池利用率的增長(zhǎng)推動(dòng)了全球電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。聯(lián)合市場(chǎng)研究公司(Allied Market Research)發(fā)表了一份報(bào)告,題為“電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)的類型、拓?fù)浜蛻?yīng)用:2020-2027年全球機(jī)會(huì)分析和行業(yè)預(yù)測(cè)。”根據(jù)聯(lián)合市場(chǎng)研究公司的報(bào)告,2019年全球電池管理系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模58.1億美元,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到248.3億美元,從2020年到2027年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為20.2%。新能源電動(dòng)汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)