版新能源汽車概論5(已修改)
2025-01-06 06:24 本頁面
【正文】 第 1 頁 第 5章 電動汽車的能量管理與回收系統(tǒng) ? 電動汽車能量管理系統(tǒng) ? 電池管理系統(tǒng)的功能 ? 純電動汽車能量管理系統(tǒng) ? 混合動力電動汽車能量管理系統(tǒng) ? 電動汽車再生制動能量回收系統(tǒng) ? ? 第 2 頁 電動汽車能量管理系統(tǒng) ?能量管理系統(tǒng)在電動汽車中非常重要 ， 它由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成 ，如圖所示 。 能量管理系統(tǒng)具有從電動汽車各子系統(tǒng)采集運行數(shù)據(jù) ， 控制完成電池的充電 、 顯示蓄電池的荷電狀態(tài) (SOC)、 預(yù)測剩余行駛里程 、 監(jiān)控電池的狀態(tài) 、 調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度 、 調(diào)節(jié)車燈亮度以及回收再生制動能量為蓄電池充電等功能 。 能量管理系統(tǒng)中最主要的是電池管理系統(tǒng) 。 第 3 頁 電池管理系統(tǒng)的功能 ?電池管理系統(tǒng)是集監(jiān)測、控制與管理為一體的復雜的電氣測控系統(tǒng)，也是電動汽車商品化、實用化的關(guān)鍵。電池管理的核心問題就是 SOC的預(yù)估問題，電動汽車電池操作窗 SOC的合理范圍是 30~70%，這對保證電池壽命和整體的能量效率至關(guān)重要。 ?典型的電池管理系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能： ?（ 1）實時采集電池系統(tǒng)運行狀態(tài)參數(shù)。實時采集電動汽車蓄電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流以及電池組總電壓等。由于電池組中的每塊電池在使用中的性能和狀態(tài)不一致，因而對每塊電池的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)都要進行監(jiān)測。 ?（ 2）確定電池的 SOC。準確估測動力電池組的 SOC，從而隨時預(yù)報電動汽車儲能電池還剩余多少能量或儲能電池的 SOC，使電池的 SOC值控制在 30%~70%的工作范圍。 第 4 頁 電池管理系統(tǒng)的功能 ?（ 3）故障診斷與報警。當蓄電池電量或能量過低需要充電時，及時報警，以防止電池過放電而損害電池的使用壽命；當電池組的溫度過高，非正常工作時，及時報警，以保證蓄電池正常工作。 ?（ 4）電池組的熱平衡管理。電池熱管理系統(tǒng)是電池管理系統(tǒng)的有機組成部分，其功能是通過風扇等冷卻系統(tǒng)和熱電阻加熱裝置使電池溫度處于正常工作溫度范圍內(nèi)。 ?（ 5）一致性補償。當電池之間有差異時，有一定措施進行補償，保證電池組表現(xiàn)能力更強，并有一定的手段來顯示性能不良的電池位置，以便修理替換。一般采用充電補償功能。設(shè)計有旁路分流電路，以保證每個單體都可以充滿電，這樣可以減緩電池老化的進度，延長電池的使用壽命。 ?（ 6）通過總線實現(xiàn)各檢測模塊和中央處理單元的通訊。在電動汽車上實現(xiàn)電池管理的難點和關(guān)鍵在于如何根據(jù)采集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數(shù)據(jù)，建立確定每塊電池剩余能量的較精確的數(shù)學模型，即準確估計電動汽車蓄電池的 SOC狀態(tài)。 第 5 頁 純電動汽車能量管理系統(tǒng) ? ?純電動汽車能源管理系統(tǒng)主要由電池輸入控制器、車輛運行狀態(tài)參數(shù)、車輛操縱狀態(tài)、能源管理系統(tǒng) ECU、電池輸出控制器、電機發(fā)電機系統(tǒng)控制等組成。 第 6 頁 純電動汽車能量管理系統(tǒng) ? (充 )電狀態(tài)指示器 ?電池荷 (充 )電狀態(tài)指示器是能源管理系統(tǒng)的一個重要組成。電動汽車蓄電池中儲存有多少電能，還能行駛多少里程，是電動汽車行駛中必須知道的重要參數(shù)。與燃油汽車的油量表類似的儀表就是電池荷 (充 )電狀態(tài)指示器，它是能源管理系統(tǒng)的一個重要裝置。因此，在電動汽車中裝備滿足這一需求的儀表即電池荷 (充 )電狀態(tài)指示器。 第 7 頁 純電動汽車能量管理系統(tǒng) ?電池管理系統(tǒng)是能源管理系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。蓄電池管理系統(tǒng)主要任務(wù)是保持電動汽車蓄電池性能良好，并優(yōu)化各蓄電池的電性能和保存、顯示測試數(shù)據(jù)等。 ?目前，主要是根據(jù)實際情況，確定具體純電動汽車的電池管理系統(tǒng)的功能和形式。電池管理系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)的設(shè)計和軟件系統(tǒng)的設(shè)計。 ?硬件的設(shè)計取決于管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能。基本要實現(xiàn)對動力電池組的合理管理，即保證采集數(shù)據(jù)的準確性、可靠穩(wěn)定的系統(tǒng)通信、抗干擾性。在具體實現(xiàn)過程中，根據(jù)設(shè)計要求確定需要采集動力電池組的數(shù)據(jù)類型；根據(jù)采集量以及精度要求確定前向通道的設(shè)計；根據(jù)通信數(shù)據(jù)量以及整車的要求選用合理的總線。 第 8 頁 純電動汽車能
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