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。這是針對單個電池的定義,對于電池模塊(或電池組,由于電池組由多個模塊組成,因此從模塊SOC計算電池組的SOC就像電池電池單體SOC估計模塊SOC一樣),情況有一點復雜。在SOC估計方法的之后一節(jié)討論。目前,對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 算法包括安時積分法、開路電壓法、基于電池模型估計的開路電壓法、其他基于電池性能的SOC估計法等。融合算法包括簡單的修正、加權(quán)、卡爾曼濾波(或擴展卡爾曼濾波)以及滑模變結(jié)構(gòu)方法等。BMS電池管理系統(tǒng)功能:電池組總電流測量。私家車BMS電池管理系統(tǒng)主要功能
BMS在線故障診斷。包括故障檢測、故障類型判斷、故障定位、故障信息輸出等。故障檢測是指通過采集到的傳感器信號,采用診斷算法診斷故障類型,并進行早期預警。電池故障是指電池組、高壓電回路、熱管理等各個子系統(tǒng)的傳感器故障、執(zhí)行器故障(如接觸器、風扇、泵、加熱器等),以及網(wǎng)絡故障、各種控制器軟硬件故障等。電池組本身故障是指過壓(過充)、欠壓(過放)、過電流、超高溫、內(nèi)短路故障、接頭松動、電解液泄漏、絕緣降低等。安徽BMS電池管理測試系統(tǒng)簡介動力鋰離子電池的高能量密度特性使其成為新能源車輛的主要動力源。
鋰電池衰減機理。鋰離子電池為“搖椅式”電池,正負極的活性材料可以看作容納鋰離子的兩個水桶,鋰離子相當于桶里的水。電池的性能衰減可以理解為“水”變少(即活性鋰離子損失),或“桶”變小(正極或負極活性物質(zhì)變少)。導致活性鋰離子損失的主要原因是:電極與電解液副反應形成鈍化膜(如SEI膜);由于充放電電池膨脹收縮疲勞導致電極龜裂,導致電極與電解液副反應形成新的SEI膜,消耗鋰離子;不當充電導致的析鋰與電解液反應消耗鋰離子。導致活性材料損失的主要原因包括:材料中的錳、鐵或鎳等離子溶解;活性材料顆粒脫落;活性材料晶格塌陷。目前SOH 估計方法主要分為耐久性經(jīng)驗模型估計法和基于電池模型的參數(shù)辨識方法。
當鋰電池工作溫度為90~120 ℃時,SEI 膜將開始放熱分解,而一些電解質(zhì)體系會在較低溫度下分解約69℃。當溫度超過120℃,SEI 膜分解后無法保護負碳電極,使得負極與有機電解質(zhì)直接反應,產(chǎn)生可燃氣體將。當溫度為130 ℃,隔膜將開始熔化并關閉離子通道,使得電池的正負極暫時沒有電流流動。當溫度升高時,正極材料開始分解(LiCoO 2 開始分解約在150 ℃,LiNi0.8Co0.15Al0.05O2在約160 ℃,LiNixCoyMnzO2 在約210℃,LiMn2O4 在約265 ℃,LiFePO4在約310℃)并產(chǎn)生氧氣。BMS在線故障診斷。包括故障檢測、故障類型判斷、故障定位、故障信息輸出等。
隨著消費者對鋰離子電池電性能及安全性要求的日益提升,各電池制造商以及各國主管部門、行業(yè)協(xié)會等有必要對鋰離子電池安全性能的檢測手段進行研究,建立一套直觀、快速、有效的檢測方法,在現(xiàn)有標準體系的范圍內(nèi),提高要求,進一步細化標準,明確判定依據(jù),彌補現(xiàn)有鋰離子電池檢測標準和體系的不足,提高鋰離子電池安全性能檢測水平,保證鋰離子電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,維護消費者在電池使用過程中的安全。迫切需要一種針對鋰離子電池熱效應及電池溫度變化,可定量分析并判定安全風險的檢測方法。集中式細分市場的復合年增長率高達到26.0%。新能源動力BMS電池管理監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
關于鋰電池應用較多、影響范圍較普遍的國際標準有4個。私家車BMS電池管理系統(tǒng)主要功能
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。私家車BMS電池管理系統(tǒng)主要功能