详解电动汽车锂离子电池管理系统的关键技术

2020-04-07      1068 次浏览

特斯拉电动汽车之所以成为业内佼佼者,一定程度上得益于强大的电池管理系统。只有对复杂而繁多的电池组进行有效的控制与管理,才能突破电动汽车推广普及的瓶颈。一起来看看电池管理系统如何工作。


1电池管理系统(BMS)含义


锂离子电池的安全工作区域如图1所示。BMS的重要任务是保证电池系统的设计性能:1)安全性2)耐久性3)动力性。


图1锂离子电池安全工作区域示意


BMS软硬件的基本框架如图2所示,应该具有的功能:1)电池参数检测。2)电池状态估计。3)在线故障诊断。4)电池安全控制与报警。5)充电控制。6)电池均衡。7)热管理。8)网络通讯。9)信息存储。10)电磁兼容。


图2车用BMS软硬件基本框架


2电池管理系统关键技术


2.1电池管理系统对传感器信号的要求


2.1.1单片电压采集精度


一般地,为了安全监控,电池组中的每串电池电压都要采集。不同的体系对精度的要求不相同。


图3单体电池OCV曲线及其电压采集精度要求


关于LMO/LTO电池,单体电压采集精度只需达到10mV。关于LiFePO4/C电池,单体电压采集精度要达到1mV左右。但目前单体电池的电压采集精度多数只能达到5mV。


2.1.2采样频率与同步


电池系统信号有多种,而电池管理系统一般为分布式,信号采集过程中,不同控制子板信号会存在同步问题,会对实时监测算法出现影响。设计BMS时,要对信号的采样频率和同步精度提出相应的要求。


2.2电池状态估计


电池各种状态估计之间的关系如图4所示。电池温度估计是其他状态估计的基础。


图4电池管理系统算法框架


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