解析动力电池BMS控制策略的开发与测试.PDF

解析动力电池BMS控制策略的开发与测试 链接：/tech/107652.html 来源：第一电动网 解析动力电池BMS控制策略的开发与测试 随着电动汽车的蓬勃发展，动力电池市场高速扩张，电池管理系统的需求也随之迅速扩大。 动力电池管理系统(BMS)的设计应用与整个动力电池组是密不可分的，主要体现为两个方面：第一，动力电池管理 系统的设计依赖于动力电池的特性，不同的电池类型、不同的电池特性对应着不同的电池管理系统的软硬件设计；第 二，电池管理系统要与动力电池组结合起来进行整体测试，既包含机械方面的内容，例如防水、防尘、抗震、安定、 散热等方面的设计与测试，也包含整体性的测试。 第一部分 电池管理系统的开发需求 电池管理系统主要通过对电池电压、温度、电流等信息的采集，实现高压安全管理、电池状态分析、能量管理、故 障诊断管理、电池信息管理等功能，并通过CAN总线将电源系统关键参数与整车通讯联系，从而实现对电池系统安 全的有效管理，避免电池过充、过放，延长电池寿命。 图1电池管理系统 电池管理系统里面一个很重要的核心是SOC算法，从不同的性质维度、温度维度、电池生命周期维度去给出符合需 求的SOC值。 1.仪表显示值作为给车主参考的能量表征：车主需要通过SOC对整车续航里程做出综合判断，对电池系统剩余的可 用能量进行评估(根据不同工况下的运行距离结果，把SOC作为一个参考对比值) 图2 SOC使用区间和里程估计 解析动力电池BMS控制策略的开发与测试 链接：/tech/107652.html 来源：第一电动网 2.整车控制策略参考需求：整车控制策略需要参考SOC值，从而对行驶策略进行管理。电动汽车需要根据SOC值来 实现电池保护和节能方面的平衡。当SOC比较高的时候，能量回收的时候需要做一些限制)。通过SOC得出的功率特 性，可以对电池寿命进行较好的保护，防止由于功率限制没做好引起的寿命衰减。 图3 SOC与功率限值 除了SOC评估算法以外，动力电池管理系统的软件设计实际上是由许多个功能模块的详细设计组合而成的。这些功 能模块包括：安全保护策略、(充放电)能量控制策略、电池均衡控制策略、健康状态(SOH)、功能状态(SOF)、能量状 态(SOE)、故障及安全状态(SOS)等评估算法等；还要为通信及智能故障诊断机制留有足够的资源，以保证足够快的响 应时间。 电池各种状态估计之间的关系如图4所示。电池温度估计是其他状态估计的基础。 图4电池的基本算法联动 第二部分 模型化的开发过程 解析动力电池BMS控制策略的开发与测试 链接：/tech/107652.html 来源：第一电动网 1)基于MBD的开发过程 工具和基于模型的设计方法首先对电池管理控制系统进行了设计、仿真和验证，然后为其生成了产品代码。电池管 理系统的算法和策略需要符合传统ECU的模型化开发策略。以下为电池管理的V模式开发流程示意图。 图5电池管理的V模式开发 在整个V型开发过程里面涉及以下的内容： 控制需求分析 开发需求文档 控制系统定义与设计 系统定义与设计文档 策略模型开发 单元控制模型(Simulink Stateflow) 模型集成 控制策略模型(Simulink Stateflow) MIL测试 MIL测试报告(Simscape) 自动代码生成SIL测试 控制策略代码(MATLAB Coder Embedded Coder) SIL测试报告 HIL测试 HIL测试报告(DSpace) 匹配标定 整车标定报告(CANape) 实车测试 实车测试报告(CANoe) 2)BMS的控制策略开发过程 在确定了项目需求之后，开发出基本的浮点控制器模型。使用测试数据开发出电池的Simulink模型。该模型可以在 控制器模型验证时，提供电池动态信息，