新能源汽车动力蓄电池及管理系统检修-课件----学习任务3.2电池管理系统的控制策略.pptx

学习任务3.2电池管理系统的控制策略;电池管理系统的控制策略;对电池状态的分析主要是电池剩余电量（SOC评估）及电池老化程度（SOH评估）这两个方面。;对电池状态的分析主要是电池剩余电量（SOC评估）及电池老化程度（SOH评估）这两个方面。;（1）电荷计量法

电荷计量法是通过对一段时间内电池充入放出的电荷进行统计，即电流在时间上的累积来计算得到SOC。;（2）开路电压法

开路电压法是在电池处于静置状态下对电池的开路电压测量来计算电池的SOC。;北汽EV220动力电池放电功率控制策略以控制策略模块根据动力电池系统SOC及单体电芯平均温度Tavg调整当前状态最大允许放电功率。BMS按照表4-2上报当前状态最大允许放电功率给整车控制器VCU间接控制动力电池放电功率；当SOC和单体电芯平均温度Tavg发生变化时BMS以20毫秒变化0.5kW的速率调当前状态最大允许放电功率。;;3.卡尔曼滤波

卡尔曼滤波（Kalmanfiltering）是一种利用线性系统状态方程，通过电流输入输出观测数据，对电流状态进行最优估计的算法。由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响，所以最优估计也可看作是滤波过程。;4.人工神经网络算法

动力电池的SOC估计，对于神经网络算法来说，是一个典型的真实值的逼近过程。随着神经网络算法在其他领域的成熟应用，解决SOC估计问题是可以预见的。在电池数据逐渐被重视起来的今天，在电池管理系统中应用神经网络算法，算力和成本成为主要瓶颈。;由于生产制造和工作环境的影响会造成电池单体的不一致性，在电压、容量、内阻等性质上出现差别，导致每个单体电池在实际使用过程中有效容量和充放电电量是不一样的。;;按照均衡管理中的电路结构分;;;;任务13：电池管理系统控制策略——均衡控制;电池系统由于其自身有一定的内阻在不同运行工况下，在输出功率、电能的同时自身会产生一定的热量;(1)动力电池热管理系统的功能;（2）电池内传热的基本方式;(3）电池组热管理系统形式（冷却形式）;热管理系统在环境温度过低的情况下也为电池组加热，以加快电池组的工作效率。;日产LEAF的热管理系统

;任务14：电池管???系统控制策略—热管理;安全保护管理系统主要是在烟雾报警、绝缘检测、自动灭火、过电压和过电流控制、过放电控制、防止温度过高、在发生碰撞等危险情况下能够自动关闭电源等保障车辆和人员安全的系统。;电动汽车动力电池系统电压常用的有288V，336V，384V以及544V等，已经大大超过了人体可以承受的安全电压。因此，电气绝缘性能是电安全管理重要的内容，绝缘性能的好坏不仅关系到电气设备和系统能否正常工作，更重要的是还关系到人的生命财产安全。

纯电动汽车驱动能量的惟一来源是动力蓄电池，因此纯电动汽车的高压电配置中只有动力蓄电池组一个高压母线电路，高压电安全管理系统对高压电路的用电及安全进行直接的管理和控制。;安全保护作为整个电池管理系统最重要的功能，是基于前面四个功能而进行的。;1.过电流保护

由于电池都具备一定的内阻，当电池在工作时电流过大会造成电池内部发热，热量积累增加造成电池温度上升，从而导致电池的热稳定性下降。对于锂离子电池来说，正负极材料的脱嵌锂离子能力是一定的，当充放电电流大于其的脱嵌能力时，将导致电池的极化电压增加，导致电池的实际容量减小影响电池使用寿命，严重时会影响电池的安全性。电池管理系统会判断电流值是否超过安全范围，一旦超过则会采取相应的安全保护措施。;2.过充过放保护

在充电过程中，充电电压超过电池截止充电电压时，电池内正极晶格结构会被破坏，导致电池容量变小。并且电压过高时会增加正负极短路发生爆炸的隐患。因此过充电是被严格禁止的。BMS会检测系统中单体电池的电压，当电压超过充电限制电压时，BMS会断开充电回路从而保护电池系统。

在放电过程中，放电电压低于电池放电截止电压时，电池负极上的金属集流体将被溶解，给电池造成不可逆的损害。给过度放电的电池充电时会有内部短路或者漏液的可能。当电压超过放电限制电压时，BMS会断开放电回路从而保护电池系统。;3.过温保护

对于过温保护，需要结合上面的热管理功能进行。电池活性在不同温度下有所不同。长时间处在高温环境下，电池材料的结构稳定性会变差缩短电池使用寿命。低温下电池活性受限会造成可用容量减小，尤其是充电容量将变得很低，同时可能产生安全隐患。电池管理系统能够在电池温度超过高温限制值或是低于低温限制值时，均会禁止进行充放电。;4.绝缘监测

绝缘监测功能也是保证电池系统安全的重要功能之一。电池系统电压通常有几百伏，一旦出现漏电将会对人员形成危险，所以绝缘监测功能就显得相当重要。BMS会实时监测总正和总负对车身搭铁的绝缘阻值