电动汽车电池管理系统BMS课件.pptx
《电动汽车电池管理系统BMS课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电动汽车电池管理系统BMS课件.pptx(66页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、It is applicable to work report, lecture and teaching,电动汽车电池(dinch)管理系统BMS,第一页,共66页。,It is applicable to work repor,引入,电池管理系统( Battery Management System, BMS)是用来对蓄电池组进行安全监控及有效(yuxio)管理,提高蓄电池使用效率的装置。对于电动车辆而言,通过该系统对电池组充放电的有效(yuxio)控制,可以达到增加续驶里程,延长使用寿命,降低运行成本的目的,并保证动力电池组应用的安全性和可靠性。动力电池管理系统已经成为电动汽车不可缺少的
2、核心部件之一。本章将重点介绍动力电池管理系统的构成、功能和工作原理。,第二页,共66页。,引入电池管理系统( Battery Management S,目录(ml),第三页,共66页。,目录(ml) 第2章 电动汽车动力电池基本知识 第3,本章(bn zhn)学习目标,1.掌握动力电池管理系统的功能2.掌握动力电池管理系统电压、电流、温度等参数采集(cij)方法3.掌握动力电池电量管理、电安全管理、均衡管理、热管理等的实现方法,第四页,共66页。,本章(bn zhn)学习目标1.掌握动力电池管理系统的,7.1动力电池管理系统功能及参数采集(cij)方法,7.2 动力(dngl)电池电量管理系统
3、,7.3 动力电池的均衡管理,7.4 动力电池的热管理,7.5 动力电池的电安全管理及数据通讯,第五页,共66页。,第7章 电动汽车电源管理系统7.1动力电池管理系统功能及参数,7.1 动力电池管理系统功能及参数(cnsh)采集方法,学习(xux)目的,第六页,共66页。,7.1 动力电池管理系统功能及参数(cnsh)采集方法学,电池(dinch)管理系统的功能,数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理、热管理、均衡控制(kngzh)、通信功能和人机接口,第七页,共66页。,电池(dinch)管理系统的功能数据采集、电池状态计算、,单体(dn t)电压采集方法,(1)继电器阵列法组成:端电压
4、传感器、继电器阵列、A/D转换(zhunhun)芯片、光耦、多路模拟开关应用特点:所需要测量的电池单体电压较高而且对精度要求也高的场合使用,第八页,共66页。,单体(dn t)电压采集方法(1)继电器阵列法第八页,共,单体电压(diny)采集方法,(2)恒流源法组成:运放和场效应管组合构成减法(jinf)运算恒流源电路应用特点:结构较简单,共模抑制能力强,采集精度高,具有很好的实用性。,第九页,共66页。,单体电压(diny)采集方法(2)恒流源法第九页,共66,单体(dn t)电压采集方法,(3)隔离运放采集(cij)法组成:隔离运算放大器、多路选择器等应用特点:系统采集(cij)精度高,可
5、靠性强,但成本较高,第十页,共66页。,单体(dn t)电压采集方法(3)隔离运放采集(cij,单体电压(diny)采集方法,(4)压/频转换电路采集法组成:压/频转换器、选择电路和运算放大(fngd)电路应用特点:压控振荡器中含有电容器,而电容器的相对误差一般都比较大,而且电容越大相对误差也越大,第十一页,共66页。,单体电压(diny)采集方法(4)压/频转换电路采集法第,单体(dn t)电压采集方法,(5)线性光耦合放大电路采集法应用(yngyng)特点:线性光耦合放大电路不仅具有很强的隔离能力和抗干扰能力,还使模拟信号在传输过程中保持较好线性度,电路相对较复杂,精度影响因素较多,基于线
6、性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图,第十二页,共66页。,单体(dn t)电压采集方法(5)线性光耦合放大电路采集,电池温度(wnd)采集方法,(1)热敏电阻采集法原理:利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性,用一个定值电阻和热敏电阻串联起来构成一个分压器,从而把温度的高低转化为电压信号,再通过模数转换得到温度的数字信息。特点:热敏电阻成本低,但线性度不好,而且制造误差(wch)一般也比较大。,第十三页,共66页。,电池温度(wnd)采集方法(1)热敏电阻采集法第十三页,,电池温度(wnd)采集方法,(2)热电偶采集法原理:采集双金属体在不同温度下产生不同的热电动势,通过
7、查表得到温度的值。特点:由于热电动势的值仅和材料有关,所以热电偶的准确度很高。但是由于热电动势都是毫伏等级(dngj)的信号,所以需要放大,外部电路比较复杂。,第十四页,共66页。,电池温度(wnd)采集方法(2)热电偶采集法第十四页,共,电池(dinch)温度采集方法,(3)集成温度传感器采集法原理及特点:集成温度传感器虽然很多都是基于热敏电阻式的,但都在生产的过程中进行校正,所以精度可以媲美热电偶,而且直接输出数字(shz)量,很适合在数字(shz)系统中使用。,18B20,AD590,第十五页,共66页。,电池(dinch)温度采集方法(3)集成温度传感器采集法,电池工作(gngzu)电
8、流采集方法,第十六页,共66页。,电池工作(gngzu)电流采集方法项目分流器互感器霍尔元,7.2 动力(dngl)电池电量管理系统,学习(xux)目的,第十七页,共66页。,7.2 动力(dngl)电池电量管理系统学习(xux,引入,电池电量管理是电池管理的核心内容之一,对于整个电池状态的控制,电动车辆续驶里程的预测和估计具有重要的意义由于动力电池荷电状态(SOC)的非线性,并且受到多种因素的影响(yngxing),导致电池电量估计和预测方法复杂,准确估计SOC比较困难。,第十八页,共66页。,引入电池电量管理是电池管理的核心内容之一,对于整个电池状态的,电池(dinch)SOC估算精度的影
9、响因素,(1)充放电电流大电流可充放电容量低于额定容量,反之亦然。(2)温度不同温度下电池组的容量存在着一定的变化。(3)电池容量衰减电池的容量在循环过程(guchng)中会逐渐减少。(4)自放电自放电大小主要与环境温度有关,具有不确定性。(5)一致性电池组的一致性差别对电量的估算有重要的影响。,第十九页,共66页。,电池(dinch)SOC估算精度的影响因素(1)充放电电,精确估计(gj)SOC的作用,1)保护蓄电池。准确控制电池SOC范围,可避免电池过充电(chng din)和过放电2)提高整车性能。SOC不准确,电池性能不能充分发挥,整车性能降低3)降低对动力电池的要求。准确估算SOC,
10、电池性能可充分使用,降低对动力电池性能的要求4)提高经济性。选择较低容量的动力蓄电池组可以降低整车制造成本由于提高了系统的可靠性,后期维护成本降低,第二十页,共66页。,精确估计(gj)SOC的作用1)保护蓄电池。第二十页,共,SOC估计(gj)常用的算法,(1)开路电压法随着放电电池容量的增加,电池的开路电压降低。可以根据一定的充放电倍率时电池组的开路电压和SOC的对应曲线,通过测量(cling)电池组开路电压的大小,插值估算出电池SOC的值,第二十一页,共66页。,SOC估计(gj)常用的算法(1)开路电压法第二十一页,,SOC估计常用(chn yn)的算法,(2)容量积分法容量积分法是通
11、过对单位时间内,流入流出电池组的电池进行累积. 从而获得电池组每一轮(y ln)放电能够放出的电量,确定电池SOC的变化。,第二十二页,共66页。,SOC估计常用(chn yn)的算法(2)容量积分法,SOC估计(gj)常用的算法,(3)电池内阻法电池内阻有交流(jioli)内阻(常称交流(jioli)阻抗)和直流内阻之分,它们都与SOC有密切关系。准确测量电池单体内阻比较困难,这是直流内阻法的缺点。在某些电池管理系统中,内阻法与Ah计量法组合使用来提高SOC估算的精度。,第二十三页,共66页。,SOC估计(gj)常用的算法(3)电池内阻法第二十三页,,SOC估计常用(chn yn)的算法,(
12、4)模糊逻辑推理和神经网络法模糊逻辑接近人的形象思维方式,擅长定性分析和推理,具有较强的自然语言处理能力;神经网络采用分布式存储信息,具有很好的自组织、自学习(xux)能力。共同的特点:均采用并行处理结构,可从系统的输入、输出样本中获得系统输入输出关系。神经网络法适用于各种电池,其缺点是需要大量的参考数据进行训练,估计误差受训练数据和训练方法的影响很大。,第二十四页,共66页。,SOC估计常用(chn yn)的算法(4)模糊逻辑推,SOC估计(gj)常用的算法,(5)卡尔曼滤波法核心思想:对动力系统的状态做出最小方差意义上的最优估算。适用于各种电池,不仅给出了SOC的估计值,还给出了SOC的估
13、计误差。缺点:要求电池SOC估计精度越高,电池模型越复杂,涉及大量矩阵(j zhn)运算,工程上难以实现该方法对于温度、自放电率以及放电倍率对容量的影响考虑的不够全面。,第二十五页,共66页。,SOC估计(gj)常用的算法(5)卡尔曼滤波法第二十五页,7.3 动力电池的均衡(jnhng)管理,学习(xux)目的,第二十六页,共66页。,7.3 动力电池的均衡(jnhng)管理学习(xux,引入,宝马公司 ActiveE 混合动力汽车即采用了由 Preh GmbH 公司提供的带有能量耗散(ho sn)式均衡系统的 BMS。均衡系统的目的是什么?为了平衡电池组中单体电池的容量和能量差异,提高电池组
14、的能量利用率。均衡系统如何分类?能量耗散(ho sn)型均衡和能量非耗散(ho sn)型。,第二十七页,共66页。,引入宝马公司 ActiveE 混合动力汽车即采用了由 Pre,均衡系统(xtng)的分类,能量耗散型均衡主要通过令电池组中能量较高的电池利用其旁路电阻进行放电的方式损耗部分能量,以期达到电池组能量状态的一致。如混合动力汽车。能量非耗散型均衡能量非耗散式均衡电路拓扑(tu p)结构目前已出现很多种,本质上均是利用储能元件和均衡旁路构建能量传递通道,将其从能量较高电池直接或间接转移至能量较低的电池,第二十八页,共66页。,均衡系统(xtng)的分类能量耗散型均衡第二十八页,共6,能量
15、(nngling)耗散型均衡管理,通过单体电池的并联电阻进行充电分流从而实现均衡电路结构简单,均衡过程一般在充电过程中完成由于均衡电阻在分流的过程中,不仅消耗了能量,而且还会由于电阻的发热引起电路的热管理问题只适合在静态均衡中使用,其高温(gown)升等特点降低了系统的可靠性,不适用于动态均衡仅适合于小型电池组或者容量较小的电池组。,第二十九页,共66页。,能量(nngling)耗散型均衡管理通过单体电池的并联电,能量耗散型均衡(jnhng)管理,恒定分流电阻均衡充电电路每个电池单体上都始终并联一个分流电阻。可靠性高,分流电阻的值大,通过固定分流来减小由于自放电导致的单体电池差异无论电池充电还
16、是放电过程,分流电阻始终消耗功率,能量损失大一般在能够及时补充(bchng)能量的场合适用,第三十页,共66页。,能量耗散型均衡(jnhng)管理恒定分流电阻均衡充电电路,能量(nngling)耗散型均衡管理,开关控制分流电阻均衡(jnhng)充电电路工作在充电期间,可以对充电时单体电池电压偏高者进行分流,分流电阻通过开关控制当单体电池电压达到截止电压时,阻止其过充并将多余的能量转化成热能由于均衡(jnhng)时间的限制,导致分流时产生的大量热量需要及时通过热管理系统耗散,尤其在容量比较大的电池组中更加明显,第三十一页,共66页。,能量(nngling)耗散型均衡管理开关控制分流电阻均衡,非能
17、量(nngling)耗散型均衡管理,(1)能量转换式均衡通过开关信号,将电池(dinch)组整体能量对单体电池(dinch)进行能量补充,或者将单体电池(dinch)能量向整体电池(dinch)组进行能量转换。,第三十二页,共66页。,非能量(nngling)耗散型均衡管理(1)能量转换式均,非能量耗散(ho sn)型均衡管理,(2)能量转移式均衡利用电感或电容等储能(ch nn)元件,把电池组中容量高的单体电池,通过储能(ch nn)元件转移到容量比较低的电池上,第三十三页,共66页。,非能量耗散(ho sn)型均衡管理(2)能量转移式均衡第,7.4 动力电池的热管理(gunl),学习(xu
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电动汽车 电池 管理 系统 BMS 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1973964.html