汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-10-31

剩余能量(RE)或能量狀態(tài)(SOE)是電動(dòng)汽車剩余里程估計(jì)的基礎(chǔ),與百分?jǐn)?shù)的SOE 相比,RE 在實(shí)際的車輛續(xù)駛里程估計(jì)中的應(yīng)用更為直觀。在電動(dòng)汽車使用過(guò)程中,電池的剩余能量(RE)是指以某一工況行駛時(shí),從當(dāng)前時(shí)刻直至電池放電截止過(guò)程中,電池累計(jì)提供的能量。RE 可以由電池端電壓Ut與相應(yīng)的累積放電容量Qcum組成的坐標(biāo)系上的面積表示。當(dāng)前時(shí)刻t 的電池端電壓為Ut(t),放電截止時(shí)刻記為tlim,對(duì)應(yīng)的端電壓為電池允許的至低放電電壓Ut(tlim)。當(dāng)前時(shí)刻的荷電狀態(tài)為SOC(t),已累積的放電容量為Qcum(t)。放電截止時(shí)刻tlim 對(duì)應(yīng)的SOC 和累積容量分別記為SOClim和Qcum(tlim)。圖中,端電壓變化表示為綠色曲線,曲線下圍成的(綠色斜線)面積對(duì)應(yīng)電池當(dāng)前時(shí)刻在此種工況下的剩余能量RE(t)。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)。汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)

通過(guò)短路、不正常充電、強(qiáng)制放電試驗(yàn)擠壓、撞擊、沖擊、振動(dòng)、熱濫用、溫度循環(huán)、高空模擬試驗(yàn)及拋射體等測(cè)試項(xiàng)目,要求被測(cè)鋰離子電池在試驗(yàn)過(guò)程中不起火、不爆不炸、不漏液、不排氣、不燃燒且包裝不破裂。 比較上述兩類標(biāo)準(zhǔn),此類標(biāo)準(zhǔn)的主要是鋰離子電池的安全性,更注意溫度導(dǎo)致的電池安全風(fēng)險(xiǎn),但判定依據(jù)難以量化,只能用被測(cè)電池的炸裂、起火、冒煙、泄漏、破裂和變形等來(lái)區(qū)分,不利于檢出可能存在潛在危險(xiǎn)的電池。BMS是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的頭一個(gè)字母簡(jiǎn)稱組合,稱之謂電池管理系統(tǒng)。 汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)預(yù)計(jì)在不久的將來(lái),越來(lái)越多地采用云連接的電池管理系統(tǒng)將帶來(lái)許多機(jī)會(huì)。

鋰離子電池安全工作區(qū)域受到溫度、電壓窗口限制,超過(guò)該窗口的范圍,電池性能就會(huì)加速衰減,甚至發(fā)生安全問(wèn)題。電池管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)性能,可以分解成如下三個(gè)方面:1)安全性,保護(hù)電池單體或電池組免受損壞,防止出現(xiàn)安全事故;2)耐久性,使電池工作在可靠的安全區(qū)域內(nèi),延長(zhǎng)電池的使用壽命;3)動(dòng)力性,維持電池工作在滿足車輛要求的狀態(tài)下。對(duì)于具有數(shù)百個(gè)電池單元的電池系統(tǒng),可能有一個(gè)主控制器和多個(gè)只管理一個(gè)電池模塊的從屬控制器。

由于電池系統(tǒng)為非線性系統(tǒng),因此采用擴(kuò)展的卡爾曼濾波方法,通常采用安時(shí)積分與電池模型組成系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。Plett等研究了安時(shí)積分與組合模型、Rint模型(簡(jiǎn)單模型)、零狀態(tài)滯回Rint模型、一狀態(tài)滯回Rint模型、加強(qiáng)自修正模型的卡爾曼濾波融合算法。Wang等研究了安時(shí)積分與二階RC模型的卡爾曼濾波融合算法。夏超英等研究了安時(shí)積分與一階RC模型的卡爾曼濾波算法,指出EKF作為一個(gè)狀態(tài)觀測(cè)器,其意義在于用安時(shí)積分法計(jì)算SOC的同時(shí),估計(jì)出電容上的電壓,從而得到電池端電壓的估計(jì)值作為校正SOC 的依據(jù),同時(shí)考慮噪聲及誤差的大小,確定每一步的濾波增益,得到開(kāi)路電壓法在計(jì)算SOC 時(shí)應(yīng)占的權(quán)重,從而得到SOC 的較優(yōu)估計(jì)。鋰電池電池的外特性表現(xiàn)與其自身的狀態(tài)( SOC/SOH/溫度)及環(huán)境溫度有很大的關(guān)系。

一個(gè)典型的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)具體都需要關(guān)注哪些功能呢?一起看看BMS的關(guān)鍵技術(shù)。電池管理系統(tǒng),BMS(Battery ManagementSystem),是電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)的重要組成。它一方面檢測(cè)收集并初步計(jì)算電池實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù),并根據(jù)檢測(cè)值與允許值的比較關(guān)系控制供電回路的通斷;另一方面,將采集的關(guān)鍵數(shù)據(jù)上報(bào)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(diào)工作。電池管理系統(tǒng),不同電芯類型,對(duì)管理系統(tǒng)的要求往往并不一樣。那么,一個(gè)典型的動(dòng)力電池管理系統(tǒng)具體都需要關(guān)注哪些功能呢?BMS電池管理系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通信模塊與Server服務(wù)器端連接。動(dòng)力BMS電池管理控制系統(tǒng)品牌

BMS實(shí)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)電池組運(yùn)行過(guò)程中的重要信息。汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)

現(xiàn)行的主要標(biāo)準(zhǔn)可概括為以下幾類。1主要針對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中的外部環(huán)境和機(jī)械振動(dòng)如UN38. 3、IEC 62281:2012 等,通過(guò)高度模擬、溫度試驗(yàn)、振動(dòng)、沖擊、外短路和撞擊等測(cè)試項(xiàng)目,模擬鋰離子電池在運(yùn)輸過(guò)程中可能發(fā)生的危險(xiǎn),對(duì)于鋰離子電池在使用過(guò)程中的安全問(wèn)題涉及較少 。2 主要針對(duì)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程如IEEE1625、IEEE1725 等。以IEEE1725 為例,標(biāo)準(zhǔn)將手機(jī)鋰離子電池系統(tǒng)分為4 個(gè)板塊,即電芯、電池組、主機(jī)及電池充電器部分,整體明確地對(duì)電芯的設(shè)計(jì)、原材料、制造工藝和成品測(cè)試評(píng)估等進(jìn)行了要求,為電芯乃至手機(jī)等通信產(chǎn)品的安全性提供可靠評(píng)估保障。上述標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)電池的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程,對(duì)于鋰離子電池后期使用中的安全問(wèn)題涉及不多。且諸如此類的IEEE 鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn),由于對(duì)象為不同設(shè)備中的鋰離子電池的設(shè)計(jì)和制造,針對(duì)性較強(qiáng),適用范圍受到一定的限制。 汽車BMS電池管理測(cè)試系統(tǒng)

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