小汽車BMS電池管理測試系統(tǒng)主要功能

來源: 發(fā)布時間:2021-09-10

一般來看,電池管理系統(tǒng)(BMS)主要分為前端模擬測量保護(hù)電路(AFE),包括電池電壓轉(zhuǎn)換與量測電路、電池平衡驅(qū)動電路、開關(guān)驅(qū)動電路、電流量測、通訊電路;第二部分是后端數(shù)據(jù)處理模塊,就是依據(jù)電壓、電流、溫度等前端計算,并將必要的信息通過通信接口回傳給系統(tǒng)做出控制。此前,電池管理系統(tǒng)(BMS)產(chǎn)品設(shè)計方案被國外廠商壟斷,基本選用國外半導(dǎo)體IC廠商提供的電池管理IC,并以其應(yīng)用方案為參考進(jìn)行設(shè)計。Maxim、Linear Technology(已被ADI收購)、Intersil、TI、ADI、NXP是主要方案提供商。BMS是保證新能源汽車安全運行的重點。小汽車BMS電池管理測試系統(tǒng)主要功能

目前,大部分車用鋰離子電池,要求的可靠工作溫度為,放電時-20~55°C,充電時0~45°C(對石墨負(fù)極),而對于負(fù)極LTO充電時至低溫度為-30°C;工作電壓一般為1.5~4.2 V左右(對于LiCoO2/C、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/C、LiCoxNiyMnzO2/C以及LiMn2O4/C等材料體系約2.5~4.2 V,對于LiMn2O4/Li4Ti5O12 材料體系約1.5~2.7 V,對于LiFePO4/C 材料體系約2.0~3.7 V)。溫度對鋰電池性能尤其安全性具有決定性的影響,根據(jù)電極材料類型的不同,鋰電池(C/LiMn2O4,C/LMO,C/LiCoxNiyMnzO2,C/NCM,C/LiFePO4,C/LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,C/NCA)典型的工作溫度如下:放電在-20-55℃,充電在0-45℃;負(fù)極材料為Li4Ti5O12 或者 LTO時,至低充電溫度往往可以達(dá)到-30℃。小汽車BMS電池管理測試系統(tǒng)主要功能BMS電池管理系統(tǒng)功能:SOC計算。

安全性能已經(jīng)成為鋰離子電池的一個重要指標(biāo),成為除成本因素外另一個制約鋰離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)。由于鋰離子電池的特性,在開始的使用階段并不會顯示出電化學(xué)行為的異常。這些潛在的缺陷給判斷鋰離子電池是否合格帶來困難。本文作者歸納和總結(jié)了國內(nèi)外常用的鋰離子電池安全性能檢測標(biāo)準(zhǔn),通過分析發(fā)現(xiàn),目前國內(nèi)外對鋰離子電池安全性的潛在風(fēng)險缺乏檢測方法和評判依據(jù),未形成快速、有效的鋰離子電池安全性檢測方法或篩選方法。

BMS電池系統(tǒng)俗稱之為電池保姆或電池管家,主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個電池單元,防止電池出現(xiàn)過充電和過放電,延長電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。BMS電池管理系統(tǒng)單元包括BMS電池管理系統(tǒng)、控制模組、顯示模組、無線通信模組、電氣設(shè)備、用于為電氣設(shè)備供電的電池組以及用于采集電池組的電池信息的采集模組,所述BMS電池管理系統(tǒng)通過通信接口分別與無線通信模組及顯示模組連接,所述采集模組的輸出端與BMS電池管理系統(tǒng)的輸入端連接,所述BMS電池管理系統(tǒng)的輸出端與控制模組的輸入端連接,所述控制模組分別與電池組及電氣設(shè)備連接,所述BMS電池管理系統(tǒng)通過無線通信模塊與Server服務(wù)器端連接。國外動力電池BMS普遍采用主動均衡技術(shù)。

電化學(xué)模型是建立在傳質(zhì)、化學(xué)熱力學(xué)、動力學(xué)基礎(chǔ)上,涉及電池內(nèi)部材料的參數(shù)較多,而且很難準(zhǔn)確獲得,模型運算量大,一般用于電池的性能分析與設(shè)計。如果電池模型參數(shù)已知,則很容易找到電池OCV。然后使用通過實驗得出的OCV-SOC查找表,可以容易地找到電池SOC。研究人員使用這種方法,并分別采取RINT模型,一階RC,二階RC模型,發(fā)現(xiàn)使用二階RC模型的較大估計誤差是4.3%,而平均誤差是1.4%。綜合比較上述常用的SOC 估計方法,卡爾曼濾波等基于電池模型的SOC 估計方法精確可靠,配合開路電壓駐車修正是目前的主流方法。電池管理系統(tǒng)在電池和汽車的運行中起到實時監(jiān)測電池狀態(tài)的作用。小汽車BMS電池管理測試系統(tǒng)主要功能

預(yù)計在不久的將來,越來越多地采用云連接的電池管理系統(tǒng)將帶來許多機會。小汽車BMS電池管理測試系統(tǒng)主要功能

故障診斷是保證電池安全的必要技術(shù)之一。安全狀態(tài)估計屬于電池故障診斷的重要項目之一,BMS可以根據(jù)電池的安全狀態(tài)給出電池的故障等級。目前導(dǎo)致電池嚴(yán)重事故的是電池的熱失控,以熱失控為主要的安全狀態(tài)估計是較迫切的需求。導(dǎo)致熱失控的主要誘因有過熱、過充電、自引發(fā)內(nèi)短路等。研究過熱、內(nèi)短路的熱失控機理可以獲得電池的熱失控邊界。故障診斷技術(shù)目前已發(fā)展成為一門新型交叉學(xué)科。故障診斷技術(shù)基于對象工作原理,綜合計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、控制理論、人工智能等技術(shù),在許多領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。鋰離子電池的故障診斷技術(shù)尚屬于發(fā)展階段,研究主要依賴于參數(shù)估計、狀態(tài)估計及基于經(jīng)驗等方法(與上述SOH研究類似)。小汽車BMS電池管理測試系統(tǒng)主要功能

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