電池管理技術(shù)和發(fā)展

1、電池管理技術(shù)和發(fā)展1CONFIDENTIAL演講內(nèi)容簡(jiǎn)述 何謂電池管理電池管理市場(chǎng)分析BMS性能和技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)應(yīng)用案例分析Lithium Balance的BMS技術(shù)CONFIDENTIAL2Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World簡(jiǎn)述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場(chǎng)分析BMS性能和技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)應(yīng)用案例分析Lithium Balance的BMS技術(shù)CONFIDENTIAL3Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEn

2、abling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World何謂電池管理所有電池都需要某種程度的管理，以便發(fā)揮電池組最佳性能。電池組越大，就越需要電池管理。鋰離子電池相對(duì)昂貴和不能容忍濫用的特點(diǎn)決定電池管理是至關(guān)重要的。鋰離子電池本質(zhì)上的不安全性要求電池必須妥善管理4集功能和管理于一體，確保電池組或電芯操作安全可靠：12BMS 硬件架構(gòu)CONFIDENTIAL5可以提供多種形式硬件，典型形式：獨(dú)立盒裝單元散板與電池組集成構(gòu)成電池包分布式專用封裝單元組合3鋰離子電池需要電池管理CONFIDENTIAL6電池管理系

3、統(tǒng)(BMS) 能夠連續(xù)監(jiān)控和管理電池組內(nèi)電芯的充電、放電、溫度以及提供應(yīng)用程序的接口保護(hù)例如：鋰離子電池對(duì)欠壓和過(guò)壓反應(yīng)非常敏感BMS必須保持電池組在合理的工作范圍內(nèi)，從而延長(zhǎng)壽命性能例如：鋰電池組內(nèi)電芯性能隨時(shí)間累積而性能會(huì)發(fā)散BMS為各個(gè)電芯提供均衡功能，從而提高電池組容量。管理例如：介于電池組和應(yīng)用設(shè)備之間的通訊是必要的，BMS提供外部數(shù)據(jù)接口、狀態(tài)顯示、控制外部切換等管理功能。過(guò)充電鋰離子電池爆炸圖試驗(yàn)曲線圖保護(hù)功能9BMS監(jiān)控每一只電芯狀態(tài)，并對(duì)嚴(yán)重情況作出處理；電壓監(jiān)控能夠避免過(guò)充電或過(guò)放電；電流監(jiān)控能夠避免過(guò)流和短路；溫度監(jiān)控能夠防止損傷電池和延長(zhǎng)電池組壽命；處理措施舉例：減少負(fù)

4、載輸出(例如：降速) 或斷開(kāi)電池組的負(fù)載輸出斷開(kāi)充電器和電池組連接啟動(dòng)制冷系統(tǒng)（例如：?jiǎn)?dòng)風(fēng)扇）100%50%0%特性和功能測(cè)量電池組電壓和電流檢測(cè)電芯的電壓和溫度SoC and SoH估算均衡電芯控制充電器對(duì)地隔離故障檢測(cè)接觸器控制(安全關(guān)閉接觸器)通過(guò)CAN總線提供電池組狀態(tài)、錯(cuò)誤通知、可允許的性能限制日志記錄功能 用于電池使用保修提供支持BMS 特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)綜述CONFIDENTIAL11保護(hù)安全和可靠避免下列行為：過(guò)充電過(guò)放電過(guò)載短路高溫/低溫保護(hù)絕緣檢測(cè)性能提高容量、縮短充電時(shí)間、延長(zhǎng)電池壽命提供：放電倍率控制電芯均衡控制再生電流控制優(yōu)化充電算法管理故障診斷軟件接口實(shí)現(xiàn):控制輸出開(kāi)關(guān)R

5、S232 與計(jì)算機(jī)接口Can總線 接口歷史記錄RELAYLoadRELAYRELAY12 Volt supply+-HV+HV-Current sensorRELAYChargerTemperature sensorBMCULMUSerial Comm. busResistor電氣安裝示意圖通信連接示意圖13CAN 總線高電壓輸出整車顯示器熱管理充電器動(dòng)力總成電機(jī)控制器整車控制器電池組斷開(kāi)裝置安全裝置Hard lines inHard line out演講內(nèi)容簡(jiǎn)述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場(chǎng)分析BMS性能和技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)應(yīng)用案例分析Lithium Balance的BMS技術(shù)CO

6、NFIDENTIAL14Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the WorldBMS市場(chǎng)定位CONFIDENTIAL15BMS功能發(fā)展CONFIDENTIAL汽車級(jí)BMS設(shè)計(jì)需求設(shè)計(jì)需求:多重安全保護(hù) 電壓和溫度測(cè)量的冗余設(shè)計(jì)處理器冗余設(shè)計(jì)或無(wú)故障運(yùn)行軟件架構(gòu) 按照 ISO26262標(biāo)準(zhǔn) 的功能開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)開(kāi)路電壓測(cè)量基于時(shí)間推算電池行為模型的算法認(rèn)證開(kāi)發(fā)過(guò)程和產(chǎn)品的完整文檔環(huán)境測(cè)試電磁兼容性測(cè)試 保證能力整個(gè)生命周期的電池參數(shù)記錄價(jià)格 性價(jià)比最優(yōu)17SA

7、FETY AND RELIABILITY演講內(nèi)容簡(jiǎn)述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場(chǎng)分析BMS性能和技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)應(yīng)用案例分析Lithium Balance的BMS技術(shù)CONFIDENTIAL18Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World均衡串聯(lián)組合內(nèi)各個(gè)電芯的荷電狀態(tài)均衡電池組容量的最大化電池組長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵因素之一低質(zhì)電芯功能最大化關(guān)鍵技術(shù)在電池組內(nèi)電芯壽命方面問(wèn)題較大CONFIDENTIAL19100%50%0%100%50

8、%0%100%50%0%100%50%0%100%50%0%100%50%0%100%50%0%主動(dòng)與被動(dòng)均衡CONFIDENTIAL20均衡類型被動(dòng)主動(dòng)方法能量損耗能量轉(zhuǎn)移應(yīng)用階段放電充電、放電均衡電流500mA*5A模塊之間的能量轉(zhuǎn)移元器件數(shù)量和成本綜合考量元器件數(shù)量和可靠性綜合考量專利侵權(quán)方面的考量CONFIDENTIAL21未來(lái)發(fā)展和挑戰(zhàn)確保安全性和可靠性能源最豐富的電芯是最危險(xiǎn)的，我們?nèi)绾伟踩褂盟鼈儯咳绾翁幚矶鄠€(gè)電芯壽命差異？如何減少采集數(shù)據(jù)來(lái)保證電池模型精確？整合充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)格充電控制直流充電支持適合大眾的安全充電方式計(jì)費(fèi)降低成本如何在提供基本功能、合理價(jià)格和由低到中的能量之間

9、折中？在不損害安全前提下減少項(xiàng)目總體成本。22演講內(nèi)容簡(jiǎn)述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場(chǎng)分析BMS性能和技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)應(yīng)用案例分析Lithium Balance的BMS技術(shù)CONFIDENTIAL23Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the WorldBMS案例-街道清潔車CONFIDENTIAL24“LB公司電池管理系統(tǒng)的保護(hù)和監(jiān)視使Tennant能給電池組5年的保證?！?-項(xiàng)目經(jīng)理Vipin Pillai500ZE 在進(jìn)行清掃工作L

10、ITHIUM BALANCE的S-BMS ；15千瓦無(wú)刷電機(jī)；2對(duì)60千瓦電池組布置，配置自動(dòng)均衡系統(tǒng)；運(yùn)輸速度為25公里/小時(shí)；8小時(shí)作業(yè)。BMS案例-TOYOTA叉車CONFIDENTIAL25LiTHIUM BALANCE Type 100160 Toyota BT Reachtruck lithium ion battery mock up with LiTHIUM BALANCE s-BMS included “每輛卡車配置一套電池組意味著公司將減少50%的電池組和節(jié)省大量的電池組更換時(shí)間，長(zhǎng)循環(huán)壽命和免維護(hù)給ROI和 TCO留下深刻的印象?！盨uperGros A/S公司物流和運(yùn)營(yíng)

11、部門(mén)經(jīng)理Sune KristiansenLITHIUM BALANCE的S-BMS ；48V/ 800Ah；32KW LiFePO4電池 ；24小時(shí)的冷藏庫(kù)功能(零下20度)。 Installation of the Lithium Ion battery pack BMS案例-Aixam Mega 翻斗車26 The electric Aixam Mega Mini tipper LITHIUM BALANCE的集成48伏I-BMS160安時(shí)電池組系統(tǒng)由2種模式動(dòng)力模式：純鋰電動(dòng)力，400安時(shí)160安時(shí)鋰離子電池組+Balland 的燃料電池系統(tǒng)完善兩輛Proton的汽車使用軟包電芯完成模塊

12、化的完整的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)整合工作由 Lotus Engineering完成BMS案例-ECOTRUCK 7500型車CONFIDENTIAL28“經(jīng)過(guò)兩年的運(yùn)行，電池容量仍然保持95%”LiTHIUM BALANCE的S-BMS；電池組：800Ah、 96V；續(xù)航里程：100 km/次；最大速度約40公里/小時(shí)。BMS案例-綠色能源空中升降機(jī)電池組經(jīng)過(guò)測(cè)試不同的電池組結(jié)構(gòu)，丹麥的Time公司決定采用LithiumBalance公司的大量標(biāo)準(zhǔn)模塊完成裝配，模塊內(nèi)配有電池組、充電機(jī)、電纜和電池管理系統(tǒng)。CONFIDENTIAL29BMS案例-乘用車LITHIUM BALANCE的S-BMS；275伏

13、系統(tǒng)，44千瓦時(shí)電池組；正常30千瓦的電動(dòng)機(jī)；150公里的續(xù)航里程；最大時(shí)速為110公里/小時(shí)。“經(jīng)過(guò)Enerblu Fiat 認(rèn)證批準(zhǔn)的電動(dòng)轉(zhuǎn)換器汽車”BMS案例-MAN重卡CONFIDENTIAL31AGV MAN truck - battery box visible behind front wheel Battery modules with battery management LITHIUM BALANCE的S-BMS ；150180千瓦直流無(wú)刷電機(jī)；120千瓦時(shí)電池組，310伏；一次充電續(xù)航里程為150公里；整車最大重量為12噸。BMS案例-混合機(jī)車CONFIDENTIAL32

14、LITHIUM BALANCE的S-BMS；火車能夠以柴油、電力或電池為動(dòng)力運(yùn)行；在匈牙利運(yùn)行使用中。Modular BMS and battery pack 一個(gè)整合的方案355V 53Ah consisting of 12 battery modules, and 355V 106Ah consisting of 24 battery modulesE.g. A battery block for 53Ah system is made of 8 Kokam cells and 1 LMU boardIntegrated communication between the modules

15、(plug-in)演講內(nèi)容簡(jiǎn)述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場(chǎng)分析BMS性能和技術(shù)發(fā)展挑戰(zhàn)應(yīng)用案例分析Lithium Balance的BMS技術(shù)CONFIDENTIAL34Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World產(chǎn)品類型集成BMS35S-BMSPC軟件配置單實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)記錄附件電纜線束保險(xiǎn)絲鏈、安裝座、分流器等充電機(jī)800瓦-3,2千瓦經(jīng)過(guò)認(rèn)證的供應(yīng)商由“鋰平衡”進(jìn)行配置開(kāi)關(guān)電路標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)盒； 客戶化定制設(shè)計(jì)。用戶清單36“近兩年完成了超過(guò) 140 個(gè)客戶的項(xiàng)目”先進(jìn)的軟件程序自主配置用戶系統(tǒng)監(jiān)控功能記錄功能可下載板內(nèi)存儲(chǔ)的錯(cuò)誤日志用戶自主定義CAN總線信息創(chuàng)建電池模型自主配置錯(cuò)誤事件信息保存配置信息下載已存儲(chǔ)的配置信息37易于建立電池模型38基于溫度、放電倍率補(bǔ)償?shù)脑鰪?qiáng)型庫(kù)侖計(jì)數(shù)法驗(yàn)證算法的試驗(yàn)一直持續(xù)到2011年放電電流限制39 電池模型可使用SoC或溫度的函數(shù)來(lái)計(jì)算允許的放電倍率可再生電流限制40電池模型可使用SoC或溫度的函數(shù)來(lái)計(jì)算允許的可再生電流Y