純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)概述與發(fā)展-文庫(kù)吧資料
2025-07-05 16:50本頁(yè)面
【正文】 的體表溫度。以確保安全。放電電流的大小由負(fù)載決定，安全放電范圍則由電池組安全放電電流而定。如果電壓差超過(guò)0．5V就要提示，并指出是哪個(gè)單體的電壓值出錯(cuò)。主要在以下幾種情況進(jìn)行報(bào)警并進(jìn)行相應(yīng)管理：／單體電壓：蓄電池單體電壓判斷分為兩部分：(1)單體電池的正常工作電壓范圍是[，]超出這一范圍就要作出相應(yīng)的提示。這項(xiàng)技術(shù)是目前世界正在致力研究與開(kāi)發(fā)的另一頊電池麓董管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，在電動(dòng)汽車上實(shí)現(xiàn)電池管理的難點(diǎn)和關(guān)鍵在于：(1)如何根據(jù)采集韻每塊電池的電壓、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較精確豹數(shù)學(xué)模型，即準(zhǔn)確估測(cè)電動(dòng)汽車蓄電港的SOC狀態(tài)。 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組的熱平衡管理：電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是電池管理系統(tǒng)的有冷卻部分，其功能是通過(guò)風(fēng)扇等冷卻系統(tǒng)和熱電阻加熱裝使電池處于正常工作溫度范圍內(nèi)。當(dāng)電池組的溫度過(guò)高，及時(shí)報(bào)警，保證蓄電池正常工作。防止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(duì)每塊電池的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)都要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一般褥言電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)簧實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：(State of Charge），隨時(shí)預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能電池還剩余多少能量或儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)，使電池的SOC值工作范圍控制在30％70％。電池管理系統(tǒng)由單體檢測(cè)模塊和綜合管理器構(gòu)成．且多個(gè)電池單體檢測(cè)模塊在電池組綜合管理器的協(xié)調(diào)調(diào)度下實(shí)現(xiàn)電池組數(shù)據(jù)交換：而綜合管理器以及車輛的其它控制器又是在整車綜合控制器的協(xié)調(diào)調(diào)度下實(shí)現(xiàn)整車數(shù)據(jù)交換、管理和控制。因?yàn)檎饎?dòng)、濕熱、灰塵等因素造成電池短路或漏電，威脅駕乘人員的人身安全。局部溫度過(guò)高，會(huì)使電池的各項(xiàng)性能下降，最終導(dǎo)致內(nèi)部短路和熱失控，產(chǎn)生安全問(wèn)題。并聯(lián)、老化、低溫等情況，均會(huì)導(dǎo)致部分電池的電流超過(guò)其承受能力，降低電池的壽命。繼續(xù)充電/放電就會(huì)造成過(guò)充/過(guò)放，鋰電池的內(nèi)部副反應(yīng)將導(dǎo)致電池容量下降、熱失控或者內(nèi)部短路等問(wèn)題。電池成組后主要的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：過(guò)充/過(guò)放?；诂F(xiàn)有的正極材料和電池制造水平，單體電池之間尚不能達(dá)到性能的完全一致，在通過(guò)串并聯(lián)方式組成大功率大容量動(dòng)力電池組后，苛刻的使用條件也易誘發(fā)局部偏差，從而引發(fā)安全問(wèn)題。因此，單體電池的大小受到限制，動(dòng)力和儲(chǔ)能電池不可能采用超大的單體鋰電池。 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)為鋰電池的大規(guī)模應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，但在應(yīng)用初期，鋰電池的制造工藝尚未完全成熟，不論電池廠家怎樣精準(zhǔn)配組，在使用一段時(shí)間后都會(huì)出現(xiàn)單體電池落后現(xiàn)象，并且隨時(shí)間呈迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致電動(dòng)汽車的行駛里程迅速縮短。()純電動(dòng)汽車一般使用比能量高的鋰電池提供動(dòng)力，為提高動(dòng)力，一般將一百節(jié)左右的單體鋰電池（300V系統(tǒng)）串聯(lián)起來(lái)使用，有些電動(dòng)大巴則用二百多節(jié)左右的單體鋰電池（600V系統(tǒng)）串聯(lián)起來(lái)使用。如果不及時(shí)檢查、發(fā)現(xiàn)并更換落后電池，輕則嚴(yán)重降低電池組服務(wù)時(shí)間，重則會(huì)造成落后電池嚴(yán)重的過(guò)充或過(guò)放甚至反充，危及安全（漏液或燃爆）。而單體電池質(zhì)量一般，參數(shù)一致性一般，配組不太嚴(yán)格，使用環(huán)境較差（經(jīng)常深充深放）的電池組壽命就短。串聯(lián)電池組的使用特點(diǎn)之一就是每次充放電時(shí)都會(huì)放大上述單體電池間細(xì)微的差距，容量較少者每次充電時(shí)都存在過(guò)充電，而每次放電又存在過(guò)放電，久而久之，這種較差的電池就會(huì)加速損壞形成落后電池，從而導(dǎo)致整個(gè)蓄電池組性能下降或提前失效。 串聯(lián)電池組的特點(diǎn)是流過(guò)電池組本身的電流完全相等。 串聯(lián)電池組的應(yīng)用特點(diǎn)介紹 由于單體蓄電池的端電壓較低。電池組串聯(lián)的越多，出現(xiàn)單節(jié)落后的幾率就越高，相對(duì)服務(wù)壽命就越短，雖然可以通過(guò)維護(hù)來(lái)維持壽命，但在整個(gè)壽命中需要多次維護(hù)，維護(hù)成本較高，同時(shí)也給用戶帶來(lái)不便。 ，就可能引起會(huì)發(fā)生鼓脹；，就會(huì)損傷電池，造成容量的下降。在電動(dòng)車上它大有取代鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池之勢(shì)，它將隨著電動(dòng)車的普及發(fā)展而成長(zhǎng)壯大。所以鋰電池很快得到人們的肯定和廣泛使用。鋰電池的能量密度(體積能和質(zhì)量能)幾乎是鎳鎘電池的1．5～3倍；單元電池的平均電壓為3．6V，相當(dāng)于3個(gè)鎳鎘或鎳氫電池串接起來(lái)的電壓值。一時(shí)間人們所熱崇的鎳氫電池似有被冷落的意思。但是鎳氫電池內(nèi)阻小，這在給人們帶來(lái)充放電倍率大的同時(shí)卻又引入了電池不容易實(shí)現(xiàn)并聯(lián)的問(wèn)題，這限制了鎳氫電池通過(guò)并聯(lián)增加容量，加之其工作電壓低(1．2V)，需要大量的電池串聯(lián)，隨之而來(lái)的一致性問(wèn)題使得鎳氫電池的在大容量場(chǎng)合(如純電動(dòng)大巴等)的應(yīng)用受到限制。 鎳氫電池是人們看好的第二代電池之一，是取代鉛酸電池和鎳鎘電池的產(chǎn)品。為此人們一直探索著如何改進(jìn)電池的性能，開(kāi)發(fā)能量效率更高、穩(wěn)定性更好，電荷容量更大的新電池。鉛酸電池的應(yīng)用歷史最長(zhǎng)，也是最成熟、成本售價(jià)最低廉的電池，但是電池的比能量和比體積都較小，這導(dǎo)致其一次充電的行短，運(yùn)行效率低，這嚴(yán)重的影響到鉛酸電池在車輛上的使用。第二章 電池發(fā)展 電池性能比較 電動(dòng)車應(yīng)當(dāng)具備優(yōu)良的駕駛性能和高的可靠性，電動(dòng)車用電池需要具備能量密度高、輸出功率高、壽命長(zhǎng)、充放電效率高、適用溫度范圍寬、白放電低、負(fù)載特性好、溫度存儲(chǔ)性能好、低內(nèi)阻、無(wú)記憶效應(yīng)、可實(shí)現(xiàn)快速充電、安全性高、可靠性高、成本低以及可重復(fù)使用等特性。這直接影響到電池的性能和電池壽命以及電動(dòng)汽車的駕駛性能和電動(dòng)車事業(yè)的推廣。數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面，由于電池和電動(dòng)車都處于試驗(yàn)和日益完善的階段，電池管理系統(tǒng)多配備了電池運(yùn)行和充電數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，便于對(duì)電池性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)車用電池的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。這直接影響到電池的性能和電池壽命以及電動(dòng)汽車的駕駛性能和電動(dòng)車事業(yè)的推廣。數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面，由于電池和電動(dòng)車都處于試驗(yàn)和日益完善的階段，電池管理系統(tǒng)多配備了電池運(yùn)行和充電數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，便于對(duì)電池性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)車用電池的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持?？煽啃苑矫?，結(jié)合現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的抗干擾能力。過(guò)充電和過(guò)放電控制方面，增加了齊備的通訊功能，在車輛運(yùn)行的過(guò)程中，與整車控制器通訊，能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化駕駛，提高車輛性能，防止過(guò)放電；充電過(guò)程中，與充電機(jī)通訊能實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和優(yōu)化充電，保障充電的快速性和安全性，避免電池在使用過(guò)程中因過(guò)充電或過(guò)放電而影響電池壽命，降低運(yùn)行成本。為了滿足電動(dòng)汽車的實(shí)際運(yùn)行需求，電池管理系統(tǒng)在功能、可靠性、實(shí)用性、安全性等方面都做出了重要努力。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間廣泛的研究和裝車應(yīng)用，人們對(duì)電池的認(rèn)識(shí)增強(qiáng)，對(duì)電池的管理也日趨有效，電池管理系統(tǒng)得雛形已經(jīng)建立，人們對(duì)其的功能已有明確的定義，其重要性也得到充分的肯定。隨著先進(jìn)電池在電動(dòng)車中應(yīng)用的推廣，對(duì)電池管理系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，電池管理系統(tǒng)的功能也越來(lái)越強(qiáng)。但
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