新能源汽车储能装置与管理系统课件.ppt

* （1）动力电池管理系统的基本功能 电池管理系统（BMS），即Battery Management System，通过检测电池组中各单体电池的状态来确定整个电池系统的状态，并根据它们的状态对动力电池系统进行对应的控制调整和策略实施，实现对动力电池系统及各单体的充放电管理以保证动力电池系统安全稳定地运行。电池管理系统是能源管理系统的一个子系统。 动力电池管理系统的功能 2.动力电池管理系统的功能 * 动力电池管理系统的功能 * 动力电池管理系统的功能 * （2）动力电池电量管理 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。同时，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，导致电池电量估计和预测方法复杂，准确估计SOC比较困难。 动力电池管理系统的功能 * 电池 SOC估算 SOC是防止动力电池过充和过放的主要依据，只有准确估算电池组的SOC才能有效提高动力电池组的利用效率，保证电池组的使用寿命。在电动汽车中，准确估算蓄电池SOC的作用包括以下4点： 保护蓄电池：起到防止对电池过充电或过放电的作用，从而保证电池的正常使用，延长电池的使用寿命； 提高整车性能； 降低对动力电池的要求； 提高经济性：选择较低容量的动力蓄电池组可以降低整车的制造成本。同时，由于提高了系统的可靠性，后期的维护成本也大大降低。 动力电池管理系统的功能 * SOC估计常用的算法 开路电压法： 开路电压法是最简单的测量方法，主要根据电池组开路电压判断SOC的大小。 动力电池管理系统的功能 * 容量积分法： 容量积分法是通过对单位时间内，流人流出电池组的电流进行累积，从而获得电池组每一轮放电能够放出的电量，确定电池SOC的变化。 动力电池管理系统的功能 * 电池内阻法： 电池内阻有交流内阻(常称交流阻抗)和直流内阻之分，它们都与SOC有密切关系。 动力电池管理系统的功能 * 模糊逻辑推理和神经网络法： 模糊逻辑推理和神经网络是人工智能领域的两个分支，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、自学习能力。 动力电池管理系统的功能 * 卡尔曼滤波法： 卡尔曼滤波理论的核心思想是对动力系统的状态做出最小方差意义上的最优估算。卡尔曼滤波法应用于电池SOC估算，电池被称动力系统，SOC是系统的一个内部状态。 动力电池管理系统的功能 * 动力电池管理系统的功能 SOC估算精度的影响因素 * 为了平衡电池组中单体电池的容量和能量差异，提高电池组的能量利用率、在电池组的充放电过程中需要使用均衡电路。 根据均衡过程中对所传递的能量的处理方式不同，均衡电路可以分为能量耗散型均衡和非能量耗散型(即无损均衡)，国外有些文献又分别称之为被动均衡和主动均衡。 动力电池管理系统的功能 （3）动力电池均衡管理 * 能量耗散型均衡管理 能量耗散型均衡是通过单体电池的并联电阻进行分流从而实现均衡的。 能量耗散型一般有两类:恒定分流电阻均衡；开关控制分流电阻均衡 动力电池管理系统的功能 * 动力电池管理系统的功能 非能量耗散型均衡管理： 非能量耗散型电路的耗能相对于能量耗散型电路小很多， 但电路结构相对复杂，可分为能量转换式均衡和能量转 移式均衡两种方式。 单体电压向整体电压转换方式 补充式均衡示意图 * 动力电池管理系统的功能 能量转移式均衡： 能量转移式均衡是利用电感或电容等储能元件，把能量从电池组中容量高的单体电池，通过储能元件转移到容量比较低的电池上。 能量转移式均衡 * 动力电池管理系统的功能 (4)动力电池的热管理 电池的热管理系统，是电池管理系统中的重要环节，电池发热和在热环境工作时，电池性能受到较大的影响，会导致电池容量衰减，电池老化加速，电池寿命缩短，甚至引起燃烧或爆炸。 电池的发热源: 电池内“活性物质”在电池充电和放电时，因在电化学反应的氧化过程中会产生热量，热量对电池的性能有较大的影响。一般动力电池采用空气冷却或水冷却，保证电池正常工作。但是，钠系列电池还需要加热到300℃的高温，“活性物质”才能进行氧化和还原的化学反应。 * 动力电池管理系统的功能 电池的散热系统: 在电动汽车上，根据电池组的类型和总布置的安排，采用自然通风散热和强制通风散热的方式，来保持电池组的周边环境温度。 水平置放电池组的强制通风冷却系统 1-进风道；2-动力电池组；3-密封容器；4-风扇；5-电池模块通风气流；6-温度传感器 * 动力电池管理系统的功能 (5)动力电池的安全管理 动力电池电安全管理