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          車載動力電池系統及車載充電機充電技術解析

          作者:(www.galerieuna.com) 發布于:2018/1/3 13:26:06 點擊量:

                 電動汽車車載動力電池的性能直接影響汽車的續航里程,車載動力鋰離子電池組的安全性和串聯車載充電機充電不均衡問題是限制其發展的一大阻力。結合國內外電動汽車動力電池的發展狀況,對其中前景較好的鋰離子電池管理系統的構成和核心功能進行了重點介紹。

          電動汽車采用電能替代化石燃料作為動力,是未來交通的唯一長遠解決方案。動力電池系統作為電動汽車的心臟,只有對其進行充分的了解,才能實現電動汽車的順利推廣。本文從國內外電動汽車主要車載動力電池的發展趨勢角度出發,對比較有發展前景的鋰離子電池及其電池管理系統進行了重點分析。

          鋰離子電池組車載充電機充電不均衡易使其產生過充放電問題,嚴重損害其使用壽命。本文提出了一種新型智能車載充電機充電模式,使電池組更加安全、可靠地車載充電機充電,能夠延長其使用壽命,增加安全性,降低使用成本。

          1 車載鋰離子電池管理系統

          作為電動汽車電池的監測“大腦”,電池管理系統(BMS)在混合動力電動汽車中可以實現對電池剩余電量的監測,預測電池的功率強度,便于對整個電池系統的了解和整車系統的掌控。

          在純電動汽車中,BMS具有預測電池剩余電量、預測行駛里程和故障診斷等智能調節功能。BMS對鋰離子電池的作用尤為明顯,可以改善電池的使用狀態、延長電池使用壽命、增加電池安全性。BMS將是未來電動汽車發展的關鍵技術。

          車載動力電池系統及車載充電機充電技術解析

          如圖1所示,BMS中數據采集模塊對電池組的電壓、電流和溫度進行測量,然后將采集的數據分別傳送到熱管理模塊、安全管理模塊并進行數據顯示。熱管理模塊對電池單體溫度進行控制,確保電池組處于最優溫度范圍內。

          安全管理模塊對電池組的電壓、電流、溫度及荷電狀態(SOC)估算結果進行判斷,當出現故障時發出故障報警并及時采取斷路等緊急保護措施。狀態估計模塊根據采集的電池狀態數據,進行SOC和健康狀態(SOH)估算。

          目前主要是SOC估算,SOH估算技術尚不成熟。能量管理模塊對電池的充放電過程進行控制,其中包括電池電量均衡管理,用來消除電池組中各單體的電量不一致問題。數據通信模塊采用CAN通信的方式,實現BMS與車載設備和非車載設備之間的通信。

          BMS的核心功能是SOC估計、均衡管理和熱管理,此外還具有其他功能比如充放電管理、預車載充電機充電管理等。在電池充放電過程中,需要根據環境狀態、電池狀態等相關參數進行管理,設置電池的最佳充放電曲線,例如設置車載充電機充電電流、車載充電機充電上限電壓值、放電下限電壓值等。電動汽車的高壓系統電路存在的容性負載在上電瞬間相當于短路,因此需要進行預車載充電機充電管理來防止高壓電路上電瞬態電流沖擊。

          2 電池管理系統的核心功能

          2.1 SOC估算

          SOC用來描述電池剩余電量,是電池使用過程中最重要的參數之一。SOC估計是判斷電池過充過放的基礎,精確的估計可以最大限度的避免電池組的過充放電問題,使其更加可靠地運行。

          電池SOC的估算在內部工作環境和外界使用環境變換的影響下呈現出非常強烈的非線性。影響電池容量的內外因素有多種,如電池溫度、電池壽命、電池內阻等,要準確完成SOC估算有很大困難。


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