新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修 课件 任务4-3 动力蓄电池状态检测与分析.pptx

;;;;;任务描述

一辆纯电动汽车，仪表上的动力电池故障灯常亮，读取故障码显示“P118522单体电池电压不均衡故障”。现在车间主管安排你完成此任务，你应该如何检修呢？;一、基本信息采集;1）单体蓄电池电压测量和电压监控。单体蓄电池的电压，对于蓄电池管理系统有几种意义：

①可以用来累加获取整个蓄电池的电压;

②可以根据单体蓄电池电压压差来判断单体蓄电池差异性;

③可以用来检测单体蓄电池的运行状态。

单体蓄电池电压的采集和保护，目前都用专用集成电路(ASIC)来完成，采集电压的精度不仅受ASIC本身精度的影响，也受单体蓄电池电压采样线束、线束保护用熔丝、均衡状态等的影响。;2）电池包电压测量

在计算SOC的时候，往往会用电池组的总电压来核算，这是计算电池包参数重要参量之一；

如果由单体电压采样有一定的时间差异性，也没办法与电池传感器的数据实现精确对齐，因此往往采集电池包电压来作为主参数来进行运算。在诊断继电器的时候，需要电池包内外电压一起比较的。;3）电池温度

温度对电池的参数有着很大的意义。在设计电池和模组的时候，电池内外的温度差异、电池极耳和母线焊接处、模组内电池温度差异和电池包内最大温度差，都应进行先期控制了。

;4）电池包流体温度检测

电池管理系统在整个电池包热控制里面，一般的作用是汇报温度，以及流体入口和出口的温度，检测电路与单体检测类似。;5）电流测量

电池包的往往仅在单体这一层级做并联(最极端的是特斯拉的小电池的75个并联)，电池包内的单体串联给整车提供电能，所以一般只需要测量一个电流。电流测量手段主要分两种智能分流器或霍尔电流传感器。由于电池系统需要处理的电流数值，往往瞬时很大，比如车辆加速所需要的放电电流和能量回收时候的充电电流，因此评估测量电池包的输出电流(放电)和输入电流(充电)的量程和精度，这是一件需要仔细检查的工作。电流是引起单体温度变化的主要原因，作用在内阻和化学发热一起构成了电池发热;电流变化的时候也会引起电压的变化，与时间一起，这三项是核算电池状态的必备元素。霍??传感器一开始日系混合动力车上用的较多，现在慢慢有智能的分流器完成电压和电流的采样，通过串行总线传输，甚至可以在里面实现SOC的估算。;2.绝缘电阻检测

电池管理系统内，一般需要对整个电池系统和高压系统进行绝缘检测，比较简单的是依靠电桥来测量总线正极和负极对地线的绝缘电阻。现在在电池包里面用的比较多的是主动信号注入，主要是可以检测电池单体对系统的绝缘电阻。;3.高压互锁检测(HVIL)

高压互锁的目的是，用来确认整个高压系统的完整性的，当高压系统回路断开或者完整性受到破坏的时候，就需要启动安全措施了。

a)HVIL的存在，可以使得在高压总线上电之前，就知道整个系统的完整性，也就是说在电池系统主、负继电器闭合给电之前就防患于未然。

b)HVIL的存在，是需要整个系统构成的，主要通过连接器的低压连接回路上完成的，电池管理单元一般需要提供电路的检测回路。

HVIL源有三种不同的方式，5V、12V和PWM波。;;;;;;;;;;;;;;1.SOC和SOH估计

电池系统中最核心也是最难的一部分就是SOC和SOH的估计。

SOC估算常见的有安时积分法(SOCI)，和开路电压标定法(SOCV)，安时积分最大的问题是随着时间的推移误差会越来越大，开路电压标定的问题是，电池需要在静置很长时间以后的开路电压对应的SOC才是准确的，汽车在行驶的时候采集的电压用来标定SOC那是不准确的。实际的使用中，一般以SOCV为主用SOCI，在实际使用中也在用一定的卡尔曼滤波法，神经网络法来提高SOC的计算，但是限于MCU的运算速度和能力，整个算法的复杂度是有限制的。;通过SOC可以知道目前的电量状态。;目前SOC主流估算方法有放电法、安时积分法、开路电压法、神经网络法、卡尔曼滤波法。

放电法即是对蓄电池做放电实验，以放出电量的多少判断蓄电池容量，但实际行车情况中用来行驶的是剩余电量，无法单纯以放电结果作为电量预估标准。;2.均衡

一个串联的电池包，由于电池和电池管理的原因，总是会出现不均衡的现象。在实际使用过程中，每个串联的输出容量是不一样的。而电池，不仅有过放电和过充电的限制，而且在不同温度和不同SOC下，输入和输出的功率也存在限制。

1）电池包内各个单体电池之间的个体差异：单体容量差异、单体内阻差异、单体自放电差异、工作时候电流差异和休眠时候电流差异。

2）电池包内随着时间变化:单体容量差异、单体内阻差异、单体自放电差异。

3）客户使用充