純電動轎車用電池管理系統(tǒng)(免費)

1、純電動轎車用電池管理系統(tǒng)報告內(nèi)容o 電池管理技術的現(xiàn)狀o 串聯(lián)電池組充電模式o 成組電池的SOC定義o 電池組的一致性評價體系電池管理技術的現(xiàn)狀o 安全性和成組電池的長壽命是鋰離子電池在電動汽車上推廣使用的主要障礙 o 電池管理相關技術亟待解決電池管理技術的現(xiàn)狀1、安全性和成組電池的長壽命是鋰離子電池在電動汽車上推廣使用的主要障礙 車輛對電池的高性能要求和鋰離子電池的抗濫用能力較差形成鮮明矛盾 電池管理技術的相對落后 車輛要求主要問題電池原理寬工作溫度范圍高倍率充放電擺放集中高溫下充放電性能低溫下充放電性能產(chǎn)生熱量大散熱條件差溫度高熱穩(wěn)定性差電解液氧化產(chǎn)生大量熱熱失控溫度低嵌入能力差鋰沉積內(nèi)部

2、短路產(chǎn)生大量熱熱失控大量成組充分利用電池容量一致性充放電過程中部分電池過電壓電壓過高電解液分解產(chǎn)生大量熱熱失控電壓過低銅析出再次充電可能造成內(nèi)部短路產(chǎn)生大量熱熱失控長壽命電池容量下降電池內(nèi)阻增加倍率增加使用過程中電池的發(fā)熱量增加電池管理技術的現(xiàn)狀2、電池管理相關技術亟待解決 電池管理的職責l 有效監(jiān)控電池狀態(tài)l 優(yōu)化使用電池能量l 防止電池過充電和過放電l 延長電池后面電池管理系統(tǒng)是電池與外部設備（如充電機和整車控制器等）連接的紐帶。電池管理技術的現(xiàn)狀 電池管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀l 功能齊備外部參數(shù)（電壓、電流、溫度）檢測狀態(tài)估算（SOC估算）一致性評價以及數(shù)據(jù)分析報警等功能 對外通信功能l 性能不足

3、電池管理技術的現(xiàn)狀 性能不足的原因l 電池性能的復雜性跨多學科多變量影響非線性強耦合 成組電池的一致性電池管理技術的現(xiàn)狀l研究相對獨立，各單位之間配合還不深入零部件供應商研究重點忽略問題電池生產(chǎn)廠家提高單只電池性能成組應用問題電池串并聯(lián)對電池性能影響車輛工況及對電池性能要求與電池管理單位密切配合,研究車用電池的使用方法電池管理系統(tǒng)基于電池的外特性監(jiān)控外部物理參數(shù)提高檢測精度提高系統(tǒng)可靠性與電池的性能的結合電池內(nèi)部電化學機理不同狀態(tài)下的使用方法為電池的使用和狀態(tài)估算提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持充電機電機控制器提高設備的穩(wěn)定性電路拓撲選擇控制策略研究將電池看作是一個整體基于電池端電壓的控制策略電池與普通

4、直流母線的差異電池與普通負載的差異電池管理技術的現(xiàn)狀 所以在使用過程中l(wèi)基于電池外特性l基于單只電池l基于鉛酸電池l基于小容量電池 對電池的狀態(tài)進行估算和充放電控制。電池管理系統(tǒng)不能為電池的使用提供數(shù)據(jù)支持，不能很好的完成紐帶作用。串聯(lián)電池組充電模式1、充電方法的研究現(xiàn)狀出現(xiàn)了恒壓、恒流、恒壓恒流、變電流間歇充電、脈沖去極化充電、多段恒流及智能充電等充電方法。研究的重點是采用合適的電流控制方法或者電力電子電路，加快充電進程和提高充電效率。串聯(lián)電池組充電模式2、主要問題 將電池組看作是一個整體，忽視了電池之間的差異性； 忽視了溫度對電池性能的影響； 忽視了老化對電池性能的影響； 忽視了不同類型、

5、廠家、電壓等級的差異； 充電機的適應性差。電池組內(nèi)部分電池存在嚴重的過充電隱患。加之鋰離子電池的抗過充能力較差，所以充電過程的安全性和長壽命都無法保證。 串聯(lián)電池組充電模式3、解決方案管理系統(tǒng)和充電機配合的充電模式 工作原理l 管理系統(tǒng)和電池綁定，形成智能電池包；l 管理系統(tǒng)與電池廠家密切配合，研究不同狀態(tài)下的使用方法，并嵌入管理系統(tǒng)；l 充電過程中，管理系統(tǒng)依據(jù)電池的當前狀態(tài)和電池的使用方法，得到電池的最大允許充電電流；l 充電過程中，充電機依據(jù)管理系統(tǒng)提供的最大允許充電電流，實現(xiàn)電流的調(diào)整。串聯(lián)電池組充電模式 主要優(yōu)點l多變量閉環(huán)控制，保障電池使用的安全；l增強了管理系統(tǒng)的管理和控制功能；

6、l使得充電機具有更好的適用性和通用性；l提高了充電的過程的智能化水平；l簡化了充電工作人員設置充電參數(shù)等繁瑣的工作。成組電池的SOC定義 1、成組電池的SOC估算現(xiàn)狀 將電池組看作是一個整體，采用與單只電池類似的處理辦法， 基于電池組的端電壓，對電池組的SOC進行估計。2、主要問題 沒有考慮電池之間的差異性 SOC的含義隨著一致性的變差而逐漸模糊，不能有效的指導電池的使用。成組電池的SOC定義3、解決方案 單只電池的SOC定義為： 為電池的最大可用容量 為電池的剩余容量remmaxQSOCQmaxQremQ成組電池的SOC定義 對于 只最大可用容量分別為： 當前的荷電狀態(tài)分別為 的電池串聯(lián)成組

7、。 由于各只電池不可能完全一致，所以勢必存在一只電池 ，其放電容量在所有 只電池中取得最小值，即： 它限制了電池組的最大放電容量，即有： n1,., maxmaxQQn1,., SOCSOC nin_ min11,., dch maxmaxmaxmaxQiQSOCQn SOCnQiSOCi_ m in11,., BBremdch maxdch maxmaxmaxQQQiQSOCQn SOCn成組電池的SOC定義 由于各只電池不可能完全一致，所以勢必存在一只電池 ，其充電容量在所有 只電池中取得最小值，即： 它限制了電池組的最大充電容量，即有： jn_ min1 (11),., (1 )chma

8、xmaxmaxQjQSOCQnSOC n (1 )maxQjSOC j_ (1 )Bch maxch maxmaxQQjQjSOC jmin1 (11),., (1 )maxmaxQSOCQnSOC n成組電池的SOC定義所以，該組電池組的最大可用容量為：可見：l電池組的容量與組內(nèi)所有單只電池的容量及SOC密切相關。l當i=j的時候，電池組的容量等于組內(nèi)容量最小的第i（j）只電池的容量；l當ij的時侯，電池組的容量比最小單只電池的容量還要小。_ BBBmaxdch maxch maxdch maxch maxQQQQiQjmin11,., maxmaxQSOCQnSOC nmin1 (11),

9、., (1 )maxmaxQSOCQnSOC n成組電池的SOC定義 所以 成組電池的SOC定義為 BBremBmaxQSOCQmin(11,., )min(11,., )min(1 (11),., (1 )maxmaxmaxmaxmaxmaxQSOCQnSOC nQSOCQnSOC nQSOCQnSOC n (1 )maxmaxmaxQiSOC iQiSOC iQjSOC j成組電池的SOC定義 當 時，可簡化為： ij BmaxmaxQiSOC iSOCSOC iQi電池組的一致性評價體系1、現(xiàn)有方法： 基于各單只電池之間的外電壓差異對電池組的一致性進行評價； 并提出了涓流充電、電阻旁路放

10、電、開關電容、電力電子變換技術等多種均衡方案; 均衡的目標也是實現(xiàn)電池之間的外電壓差異小于限制值; 使用均衡器后，由于電池的過充電和過放電能得到一定程度的緩解，所以電池組的循環(huán)壽命和安全性有所改善。 電池組的一致性評價體系2、主要問題 一致性隨著工況和SOC的變化而變化，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性 有時均衡對于電池組容量的增加效果不明顯； 成組電池的循環(huán)壽命仍低于單只電池 均衡器的容量、體積和成本隨著電池容量的增加而增加，不適用于大容量電池電池組的一致性評價體系3、原理分析 電池的外電壓差異來源于直流內(nèi)阻、極化電壓、容量和SOC等多各方面； 直流內(nèi)阻、極化電壓和容量等差異不能通過均衡得到改善； 電壓和SOC之間的非線性關系導致了一致性判斷的不穩(wěn)定，并使得均衡器的容量沒有得到充分的利用。電池組的一致性評價體系4 、解決方案 一致性評價指標l 基于電池的直流內(nèi)阻、極化電壓、容量和SOC對電池的一致性進行綜合評價體系。電池組的一致性評價體系l 原始充電曲線電池組的一致性評價體系l 去除直流內(nèi)阻后的充電曲線電池組的一致性評價體系l 去除極化電壓后的充電曲線電池組的一致性評價體系l