電池管理系統(tǒng),BMS(Battery Management System),是電動汽車動力電池系統(tǒng)的重要組成。它一方面檢測收集并初步計算電池實時狀態(tài)參數(shù),并根據(jù)檢測值與允許值的比較關系控制供電回路的通斷;另一方面,將采集的關鍵數(shù)據(jù)上報給整車控制器,并接收控制器的指令,與車輛上的其他系統(tǒng)協(xié)調工作。電池管理系統(tǒng),不同電芯類型,對管理系統(tǒng)的要求往往并不一樣。電動汽車用鋰離子電池容量大、串并聯(lián)節(jié)數(shù)多,系統(tǒng)復雜,加之安全性、耐久性、動力性等性能要求高、實現(xiàn)難度大,因此成為影響電動汽車推廣普及的瓶頸。BMS 硬件的拓撲結構分為集中式和分布式兩種類型。BMS電池管理控制系統(tǒng)哪家好
在理論研究方面,目前,人們傾向于利用理論模擬的方法體現(xiàn)鋰離子電池的熱安全性能,并設計了很多模型,通過分析熱性能來計算,得到鋰離子電池在不同工作環(huán)境下的溫度曲線。這些理論模型的原理是通過測量鋰離子電池的表面溫度來評價內部溫度,再與利用熱電偶等方式測出的溫度進行比對,一方面說明理論模型的預判性和正確性;另一方面對安全性進行評價。理論模型的建立可以使學者對于鋰離子電池的熱效應有較整體的認識,但對于安全性能的檢測和評價卻不直觀。 福建BMS電池管理系統(tǒng)工作原理電池管理系統(tǒng)(BMS)為一套保護動力電池使用安全的控制系統(tǒng)。
開路電壓(OCV)法:鋰離子電池的荷電狀態(tài)與鋰離子在活性材料中的嵌入量有關,與靜態(tài)熱力學有關,因此充分靜置后的開路電壓可以認為達到平衡電動勢,OCV 與荷電狀態(tài)具有一一對應的關系,是估計荷電狀態(tài)的有效方法。但是有些種類電池的OCV 與充放電過程(歷史)有關,如LiFePO4/C電池,充電OCV與放電OCV 具有滯回現(xiàn)象(與鎳氫電池類似),并且電壓曲線平坦,因而SOC估計精度受到傳感器精度的影響嚴重,這些都需要進一步研究。開路電壓法較大的優(yōu)點是荷電狀態(tài)估計精度高,但是它的明顯缺點是需要將電池長時靜置以達到平衡,電池從工作狀態(tài)恢復到平衡狀態(tài)一般需要一定時間,與荷電狀態(tài)、溫度等狀態(tài)有關,低溫下需要數(shù)小時以上,所以該方法單獨使用只適于電動汽車駐車狀態(tài),不適合動態(tài)估計。
健康狀態(tài)是指電池當前的性能與正常設計指標的偏離程度。電池老化是電池正常的性能衰減,不能完全表示其健康狀態(tài)。而目前多數(shù)SOH 的定義只限于電池老化的范疇,沒有真正涉及電池的健康狀況(如健康、亞健康、輕微問題、嚴重問題等),因此目前的算法應該稱為壽命狀態(tài)。耐久性是當前業(yè)界研究熱點,表征電池壽命的主要參數(shù)是容量和內阻。一般地,能量型電池的性能衰減用容量衰減表征,功率型電池性能衰減用電阻變化表征。為了估計電池的衰減性能,首先要了解電池的衰減機理。到2027年,全球電池管理系統(tǒng)市場將以20.2%的復合年增長率達到248.3億美元。
目前,電池電壓的大部分采集精度只達到5 mV。目前,電池的電壓和溫度采樣已形成芯片產業(yè)化,表1比較了大多數(shù)BMS所用芯片的性能。包括電池狀態(tài)包括SOH(健康狀態(tài)估計)、SOS(安全狀態(tài)估計)、SOF(功能狀態(tài)估計)及SOE(可用能量狀態(tài)估計)。這些功能是期望BMS具備的,但實際應用中,出于客戶要求、車型要求以及成本等等的考慮,實際設計到系統(tǒng)中的可能只是其中的幾個。電池狀態(tài)包括電池溫度、SOC(荷電狀態(tài)估計)、SOH(健康狀態(tài)估計)、SOS(安全狀態(tài)估計)、SOF(功能狀態(tài)估計)及SOE(可用能量狀態(tài)估計)。國外動力電池BMS普遍采用主動均衡技術。福建BMS電池管理系統(tǒng)工作原理
電池管理系統(tǒng)的作用:建立通信總線。BMS電池管理控制系統(tǒng)哪家好
不同放電工況下電池的能量損失不同,因此只有預測某一特定功率需求下的電池電壓響應過程,才能獲得準確的RE預測值。由于鋰離子電池的特點,其電壓輸出受到很多變量的影響,如當前SOC、溫度、衰減程度SOH,因此在能量預測過程中除傳統(tǒng)的SOC 估計模型外,還需要一個專門的電壓預測模型。該方法基于當前的電池狀態(tài)和未來的電流輸入,根據(jù)電池模型對未來放電過程的電壓變化進行預測,并計算放電過程中的累積能量。預測過程中,根據(jù)當前的電壓、電流測量值對模型參數(shù)進行修正,對端電壓序列與RE 的預測結果進行更新。BMS電池管理控制系統(tǒng)哪家好