环境污染问题的日渐突出,使得清洁能源成为大势所趋,新能源汽车的需求正迅速增长。而作为能量存储单元,电池的性能和使用寿命直接决定了电动车的性能和成本,如何提高电池的性能和寿命成为电动汽车的研究重点。目前,电动车辆上使用的动力电池多为锂离子电池,且是由多个单体电池通过串并联方式组成电池组,从而实现大功率充放电,满足车辆大功率的动力要求。锂离子电池在进行充放电时,由于转换效率小于100%,内部将产生热量。如果散热不及时,会导致电池局部温度快速上升,电池使用寿命大幅度缩短,严重时甚至会造成电池热失控,汽车发生爆燃。当动力电池温度过低时,电池的容量和寿命同样会极大衰减[6][7]。实质上,使用燃料电池的汽车同样面临电池温度敏感性问题。即所有类型的动力电池均需要温度控制设计以保证运行效率、寿命和安全性。动力电池热管理方案的设计步骤如下:1)确定热管理系统的设计目标:应用场景不同时,热管理方案所受到的空间、重量、成本等限制也不尽相同;2)确定电池系统热相关参数:各种场景下的发热量,电池本身的传热特性,电池对温度的敏感性;3)根据要求和热学参数,选择合适的热控方式,并输出首版详细热设计方案。BMS功能主要是高压上下电与低压上下电、交流充电与直流充电、电池系统热管理、电池系统故障诊断。天津新型节能电池管理系统推荐厂家
其中:·密度:可以通过测试电池体积和质量,根据密度的定义直接获得;·比热容:可以通过测试将电池温度升高特定的温度值,测量所需的热量获取;·导热系数:导热系数是矢量,由于电池由多种材质组合而成,在不同方向和不同位置处,导热系数不尽相同。导热系数的确定,需要获得电池内部的详细成分构成及对应的几何尺寸参数,通过当量导热系数的计算公式分别获取。除了使用热物理测试,还可通过确定电池中各组分所占用的比例,以及各组分的物理特性采用加权平均的方式计算得出电池的等效导热系数、比热容等参数[10]。较优工作温度动力电池温度问题多在如下情境中出现:1)高温运行环境中;2)快速充电时;3)需要快速放电的驾驶过程中;4)低温情境下的充放电过程中。其中**种需要降温,较后一种需要加热。不同电池的理想工作温度区间是不同的。在进行电池热管理系统设计之前,需要明确电池的较优工作温度范围。电池热管理系统较关键的目标就是在汽车所有运行状态下都保证电池温度位于这些合理的工作温度区间内。在当前工艺技术水平下(2018年),Ni-MH电池的较佳工作温度范围为20~40℃,极限为-20~60℃;铅酸电池较佳工作温度范围为25~45℃[6],极限为-20~60℃。山东分布式电池管理系统安装不一致性的存在使得电池组的容量小于组中较小单体的容量。
中国科学院工程热物理研究所胡学功研究员领导的科研团队利用微槽群复合相变技术成功研制了超过120Wh/kg高能量密度的电动汽车电池包热管理系统(BTMS)样机,微槽群复合相变技术是利用微细尺度槽群结构复合相变强化传热机理实现**度传热,是目前国际上一种先进的被动式微细尺度相变强化传热技术。该成果解决了电动汽车行业存在的高能量密度电池成组单体之间难以保持均温性的技术难题,其技术指标优于特斯拉(电池单体间的温差≤±2℃),且成本优势巨大,处于电动汽车行业内超前水平。电动汽车电池包微槽群热管理系统-03-电动汽车电池系统热管理技术发展方向从国家对电动汽车扶持方向来看,电动汽车电池包热管理系统必然朝着轻量化,高比能和高均温性方面发展。科技部“十三五”规划中也提出开展基于整车一体化的电池系统的机-电-热设计,开发先进可靠的电池管理系统和紧凑、高效的热管理系统,到2020年,应使单体电池之间的较大温差≤2℃,电池系统的比能量≥210Wh/kg。另一方面,十三五末,我国电动汽车保有量将达500万辆,随之产生大量废旧动力电池,这为动力电池的拆解回收带来大量工作。因此,在设计电动汽车电池包热管理系统时,就应当考虑到电池包易拆解。
采用平均密度法和理论法分别计算了电池密度和电池比热容等电池热特性参数,并由此构建了电池热分析模型,利用该模型实现对电池生热效果的分析,为电池保护电路的设计提供参考,进而降低了保护时延。综合三种方法保护电池过充时延折线趋势可知,本文方法能够及时切断充电电路,阻止电池继续充电,避免了过充,从而保护了电池安全。为了解决传统方法存在的电池管理时延较长的问题,实现电池管理与电池安全技术设计,构建了电池热分析模型。掌握电池热特性参数、电池生热速率,有利于合理管理电池热量,将电池温度控制在合理范围内,避免温度过高或过低造成电池安全问题。设计短路、过充保护电路,可以在故障发生时,及时阻断电路,避免过充或过放,实现电池安全使用。经实验验证本文方法能够实现高精度电池热管理,设计的保护装置能够及时有效保护电池安全,并且本文方法的保护时延为~ms,远低于传统方法,说明该方法具有较好的应用性。电池管理系统的硬件架构 主板(BCU),作为BMS的总司令。
电池组本身故障是指过压(过充)、欠压(过放)、过电流、超高温、内短路故障、接头松动、电解液泄漏、绝缘降低等。另外还包括电池组、高压电回路、热管理等各个子系统的传感器故障、执行器故障(如接触器、风扇、泵、加热器等),以及网络故障、各种控制器软硬件故障等。4、电池安全控制与报警包括热系统控制、高压电安全控制。BMS诊断到故障后,通过网络通知整车控制器,并要求整车控制器进行有效处理(超过一定阈值时BMS也可以切断主回路电源),以防止高温、低温、过充、过放、过流、漏电等对电池和人身的损害。5、充电控制BMS中具有一个充电管理模块,它能够根据电池的特性、温度高低以及充电机的功率等级,控制充电机给电池进行安全充电。6、电池均衡不一致性的存在使得电池组的容量小于组中较小单体的容量。电池均衡是根据单体电池信息,采用主动或被动、耗散或非耗散等均衡方式,尽可能使电池组容量接近于较小单体的容量。7、热管理根据电池组内温度分布信息及充放电需求,决定主动加热/散热的强度,使得电池尽可能工作在较适合的温度,充分发挥电池的性能。8、网络通讯BMS需要与整车控制器等网络节点通信。同时,BMS在车辆上拆卸不方便。采集模组的输出端与BMS电池管理系统的输入端连接,所述BMS电池管理系统的输出端与控制模组的输入端连接。天津全智能监测电池管理系统
主板,作为BMS的大脑,会收集来自各个从板(通常叫LCU)的采样信息。天津新型节能电池管理系统推荐厂家
储能电池管理系统简介一、技术方案详述电池储能系统它由储能电池、总控制器单元(BAMS)、单体电池管理单元(BMU)、电池组端控制和管理单元(BCMU)组成。二、储能系统内部通讯BAMS采用7寸的显示屏显示整个PCS电池组单元的相关信息,并将相关信息通过以太网(RJ45)传递给监控系统EMS。信息内容包括电池单体信息,电池组信息,电池簇信息。上传信息:BMS上传电池单体(或组)信息有:单体电池电压、电池组电压、充放电电流、单体较大SOC、单体较小SOC、单体较小SOH;电池组SOC、单体较大温度、单体较小温度、环境温度,以及电池异常告警、保护等相关信息。接收信息:BMS接收监控系统EMS下达的电池运行参数,如电压的保护设定值、报警设定值,温度的保护设定值、报警设定值,SOC的保护设定值、报警设定值等。BAMS管理服务器支持MODBUS通讯规约,其中MODBUS需要定义专门的规约点表;通讯接口为网络RJ45通讯。由于PCS只接了多组电池,所以BMS的数据汇总到BAMS,再由BAMS与PCS通信,实行单向传输,BAMS做主,PCS做从。BMS发送信息:BMS发送的信息有电池的状态量及告警量等相关信息。包括电池组的较大SOC、较小SOC、电池组较大可充电量、较大可放电量、环境温度、电池较小SOH等。天津新型节能电池管理系统推荐厂家
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