鋰離子電池安全工作區域受到溫度、電壓窗口限制,超過該窗口的范圍,電池性能就會加速衰減,甚至發生安全問題。電池管理系統的主要任務是保證電池系統的設計性能,可以分解成如下三個方面:1)安全性,保護電池單體或電池組免受損壞,防止出現安全事故;2)耐久性,使電池工作在可靠的安全區域內,延長電池的使用壽命;3)動力性,維持電池工作在滿足車輛要求的狀態下。對于具有數百個電池單元的電池系統,可能有一個主控制器和多個只管理一個電池模塊的從屬控制器。新能源汽車BMS行業產業鏈下游為各類新能源整車企業。河南BMS電池管理系統主要功能
一維模型中只考慮電池在一個方向的溫度分布,在其他方向視為均勻。二維模型考慮電池在兩個方向的溫度分布,對圓柱形電池來說,軸向及徑向的溫度分布即可反映電池內部的溫度場。二維模型一般用于薄片電池的溫度分析。三維模型可以完全反映方形電池內部的溫度場,仿真精度較高,因而研究較多。但三維模型的計算量大,無法應用于實時溫度估計,只能用于在實驗室中進行溫度場仿真。為了讓三維模型的計算結果實時應用,研究人員利用三維模型的溫度場計算結果,將電池產熱功率和內外溫差的關系用傳遞函數表達,通過產熱功率和電池表面溫度估計電池內部的溫度,具有在BMS中應用的潛力。福建BMS電池管理系統簡介鋰離子電池細分市場在2019年貢獻了總市場份額的近五分之三份額。
開路電壓(OCV)法:鋰離子電池的荷電狀態與鋰離子在活性材料中的嵌入量有關,與靜態熱力學有關,因此充分靜置后的開路電壓可以認為達到平衡電動勢,OCV 與荷電狀態具有一一對應的關系,是估計荷電狀態的有效方法。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點是荷電狀態估計精度高,但是它的明顯缺點是需要將電池長時靜置以達到平衡,電池從工作狀態恢復到平衡狀態一般需要一定時間,與荷電狀態、溫度等狀態有關,低溫下需要數小時以上,所以該方法單獨使用只適于電動汽車駐車狀態,不適合動態估計。
電化學模型是建立在傳質、化學熱力學、動力學基礎上,涉及電池內部材料的參數較多,而且很難準確獲得,模型運算量大,一般用于電池的性能分析與設計。如果電池模型參數已知,則很容易找到電池OCV。然后使用通過實驗得出的OCV-SOC查找表,可以容易地找到電池SOC。研究人員使用這種方法,并分別采取RINT模型,一階RC,二階RC模型,發現使用二階RC模型的較大估計誤差是4.3%,而平均誤差是1.4%。綜合比較上述常用的SOC 估計方法,卡爾曼濾波等基于電池模型的SOC 估計方法精確可靠,配合開路電壓駐車修正是目前的主流方法。電池模擬器的實質為輸出電壓受控的直流穩壓電源。
目前,電動車加速時,驅動電機的電流從較小變化到較大的響應時間約為0.5 s,電流精度要求為1%左右,綜合考慮變載工況的情況,電流采樣頻率應取10~200 Hz。單片信息采集子板電壓通道數一般為6 的倍數,目前至多為24 個。一般純電動乘用車電池由約100 節電池串聯組成,單體電池信號采集需要多個采集子板。為了保證電壓同步,每個采集子板中單體間的電壓采樣時間差越小越好,一個巡檢周期較好在25 ms內。子板之間的時間同步可以通過發送一幀CAN參考幀來實現。數據更新頻率應為10 Hz以上。BMS電池管理系統功能:數據記錄及分析。河南BMS電池管理系統主要功能
模塊化電池管理系統細分市場在2019年占總份額的三分之二以上。河南BMS電池管理系統主要功能
如果只有耗散式的被動均衡功能或者沒有均衡功能,則電芯中存在一部分無法利用的容量如圖6所示,并且隨著電池差異性的加劇,這種浪費的容量的比例會越來越大。由此,在每一節電池單體SOC 都可估計的前提下,就可以得到電池組的SOC 值。要獲取單體的SOC值,較直接的方法就是應用上述SOC 估計方法中的一種,分別估計每一個單體的SOC,但這種方法的計算量太大。為了減小計算量,部分文獻在估計電池成組的SOC 方法上做了一些改進研究。Dai 等采用一個EKF 估計電池組平均SOC,用另一個EKF 估計每個單體SOC 與平均SOC 之差ΔSOC。估計ΔSOC 的EKF中需要估計的狀態量只有一個,因此算法的計算量較小。河南BMS電池管理系統主要功能
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