動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的功能項(xiàng)目新能源汽車動(dòng)力電池97課件

項(xiàng)目：新能源汽車動(dòng)力電池動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的功能項(xiàng)目二：新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)任務(wù)2.1新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)2.2新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)控制任務(wù)2.1新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)認(rèn)知2.1.1動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的功能2.1.2動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的組成知識(shí)點(diǎn)情境導(dǎo)入任務(wù)背景時(shí)尚的外形、百公里加速4.68秒、續(xù)航1000+Km公里，這些都是賽力斯華為智選SF5所展示給人們的數(shù)據(jù)。除了三合一電驅(qū)系統(tǒng)，還要得益于先進(jìn)的能量管理技術(shù)。那么，電池能量管理系統(tǒng)都有哪些功能呢？動(dòng)力電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)（BMS）控制蓄電池輸入和輸出功率，監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)），為蓄電池提供通訊接口的系統(tǒng)。動(dòng)力電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)（BMS）的主要功能：電池?cái)?shù)據(jù)采集電池狀態(tài)分析電池安全保護(hù)能量控制管理電池信息管理01電池?cái)?shù)據(jù)采集KNOWLEDGEPOINTS電池?cái)?shù)據(jù)采集02電池狀態(tài)分析KNOWLEDGEPOINTS電池狀態(tài)分析電池狀態(tài)分析包括電池的剩余電量評(píng)估（SOC）及電池健康狀態(tài)評(píng)估（SOH）兩部分。03電池安全保護(hù)KNOWLEDGEPOINTS電池安全電池安全最常見的保護(hù)內(nèi)容是“過流保護(hù)”、“過充過放保護(hù)”、“過溫保護(hù)”04能量控制管理KNOWLEDGEPOINTS能量控制管理電池的充電控制管理。電池的放電控制管理。電池的均衡控制管理。05電池信息管理KNOWLEDGEPOINTS電池信息管理電池信息的顯示。系統(tǒng)內(nèi)外信息的交互。電池歷史信息存儲(chǔ)。課堂小結(jié)動(dòng)力電池管理系的功能是：

項(xiàng)目：新能源汽車動(dòng)力電池動(dòng)力電池管理系統(tǒng)組成任務(wù)2.1新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)認(rèn)知2.1.1動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的功能2.1.2動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的組成知識(shí)點(diǎn)情境導(dǎo)入任務(wù)背景新能源汽車動(dòng)力電池是新能源汽車的儲(chǔ)能裝置，它在工作的時(shí)候由管理系統(tǒng)控制的，那么新能源汽車動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)都是由哪些部件組成的呢？01認(rèn)知?jiǎng)恿﹄姵毓芾硐到y(tǒng)準(zhǔn)備工作KNOWLEDGEPOINTS準(zhǔn)備工作02動(dòng)力電池管理系統(tǒng)認(rèn)知KNOWLEDGEPOINTS檢查項(xiàng)目認(rèn)知項(xiàng)目注意事項(xiàng)01認(rèn)知時(shí)，注意做好檢測工位和個(gè)人防護(hù)。02認(rèn)知時(shí)，絕對(duì)禁止徒手進(jìn)行高壓部件的觸摸。03認(rèn)知時(shí)，盡量不要破壞原車線束的連接。課堂小結(jié)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)認(rèn)知：

項(xiàng)目：新能源汽車動(dòng)力電池動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及分析任務(wù)2.2新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)控制2.2.1動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及分析2.2.2動(dòng)力電池的均衡管理2.2.3高壓上電預(yù)充控制原理就分析2.2.4動(dòng)力電池包安全管理控制策略知識(shí)點(diǎn)情境導(dǎo)入任務(wù)背景為確保整套動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行安全必須監(jiān)測與分析每個(gè)電池模塊和總成的充放電電流、電壓、溫度等多種參數(shù)。依據(jù)各模塊的基本運(yùn)行參數(shù)，利用通信總線實(shí)現(xiàn)對(duì)各模塊的運(yùn)行管理。各模塊及總成的電流作為動(dòng)力電池的主要參數(shù)直接關(guān)系著動(dòng)力電池系統(tǒng)的能量傳輸與運(yùn)行安全，其地位和作用極其重要。電池?cái)?shù)據(jù)采集與分析電池管理系統(tǒng)，通過采集電池?cái)?shù)據(jù)及分析來管理、控制使用電池組系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集主要包括電壓檢測、電流檢測、及電池內(nèi)外的溫度，評(píng)估電池的剩余電量，及電池健康狀態(tài)。01電壓檢測KNOWLEDGEPOINTS電壓檢測在電池充放電過程中，實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現(xiàn)象。電芯電壓檢測電芯電壓電阻陣列電壓檢測電芯電壓檢測用電阻陣列取電芯電壓值，每個(gè)電芯的正極和負(fù)極引出檢測線，連接到電阻陣列對(duì)應(yīng)的電阻前，由控制板上的測量電路按順序接通檢測電阻，在檢測電阻上就可以取出某個(gè)電芯的電壓值。電壓檢測02電流檢測KNOWLEDGEPOINTS電流檢測常用電流檢測方法有分流器測量法、霍爾電流傳感器測量法、電流互感器測量法等方法。分流器測量電流互感測量電流檢測霍爾電流傳感器測量是基于霍爾原理，將總電源線穿過霍爾傳感器，通過電磁感應(yīng)獲得電流值，霍爾電流傳感器能在電隔離條件下測量直流、交流、脈沖各種不規(guī)則波形的電流，精度為0.3%，測量范圍是±500A。測量時(shí)幾乎沒有插入損耗，可以保持電路穩(wěn)定性。電流檢測方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適應(yīng)范圍電阻分流器檢測技術(shù)高精度，響應(yīng)速度快，成本低測量電路與被測電流沒有電隔離低頻率小幅值電流測量電流互感器能將較大的電流轉(zhuǎn)變成較小的電流測量不能測量直流電流可測大交流電流40-20KHz霍爾電流傳感器可測直流和交流、頻率高達(dá)100KHz、較高的精度和很好的隔離響應(yīng)速度不夠快，小電流精度低一些直流和交流DC-100KHz電流檢測03溫度檢測KNOWLEDGEPOINTS溫度檢測目前單體電池溫度的測量一般采用熱敏電阻作為溫度傳感器。04剩余電量SOC評(píng)估KNOWLEDGEPOINTS剩余電量SOC評(píng)估

根據(jù)電池靜置時(shí)間確定電池的荷電狀態(tài)SOC初始值基于SOC初始值及當(dāng)前電池的工作電流就算電池當(dāng)前的SOC值，記為第一SOC值在滿足預(yù)設(shè)校正條件的情況下，對(duì)計(jì)算得到的第一SOC值進(jìn)行校正，得到第二SOC值剩余電量SOC評(píng)估05電池健康狀態(tài)SOHKNOWLEDGEPOINTS電池健康狀態(tài)SOH

獲取電池系統(tǒng)的當(dāng)前放電工況，根據(jù)當(dāng)前放電工況從放電基準(zhǔn)中獲得對(duì)應(yīng)的放電容量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)獲取電池系統(tǒng)針對(duì)放電工況下的當(dāng)前實(shí)際剩余可用容量百分比判斷放電容量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和當(dāng)前實(shí)際剩余可用容量百分比是否滿足第二預(yù)設(shè)條件若滿足，則確定電池當(dāng)前需要進(jìn)行SOH修正電池健康狀態(tài)SOH課堂小結(jié)動(dòng)力電池管理系的數(shù)據(jù)采集及分析是：

項(xiàng)目：新能源汽車動(dòng)力電池

動(dòng)力電池的均衡管理任務(wù)2.2新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)控制2.2.1動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及分析2.2.2動(dòng)力電池的均衡管理2.2.3高壓上電預(yù)充控制原理及分析2.2.4動(dòng)力電池包安全管理控制策略知識(shí)點(diǎn)情境導(dǎo)入任務(wù)背景為了消除電池模塊的不一致性，BMS需要使電池組的每個(gè)單體電芯均處于均衡狀態(tài)。均衡就是把電壓高的電芯的能量轉(zhuǎn)移一部分出來，給電壓低的電芯，從而推遲最低單體電壓放電，獲得提升系統(tǒng)充入電量和放出電量的效果。那新能源汽車是如何實(shí)現(xiàn)電池均衡的呢？動(dòng)力電池的均衡管理的意義？新能源動(dòng)力電池在使用一段周期之后，電池單體性能差異在整個(gè)生命周期內(nèi)客觀存在，直接影響到電池的使用壽命。為此，需要給予動(dòng)力電池能源控制和管理，使電池性能得到提高。01被動(dòng)均衡KNOWLEDGEPOINTS被動(dòng)均衡被動(dòng)均衡適合于小容量、低串?dāng)?shù)的鋰電池模塊應(yīng)用，對(duì)BMS來講，除了均衡功能外，均衡策略更加重要。能量損耗型02主動(dòng)均衡KNOWLEDGEPOINTS主動(dòng)均衡主動(dòng)均衡是把高能量電池中的能量轉(zhuǎn)移到低能量電池中，相當(dāng)于在一個(gè)木桶中對(duì)木板“截長補(bǔ)短”。非能量損耗型03均衡對(duì)比KNOWLEDGEPOINTS均衡對(duì)比從均衡電路的能量傳遞方式來看，由于主動(dòng)均衡系統(tǒng)成本相對(duì)高，電路復(fù)雜，主流依然還是被動(dòng)均衡，被動(dòng)均衡僅適用于充電模式。對(duì)比項(xiàng)被動(dòng)均衡主動(dòng)均衡均衡方式電阻消耗電感，電容等轉(zhuǎn)移均衡效率低高方案成熟度成熟較成熟系統(tǒng)復(fù)雜度低高系統(tǒng)成本低高均衡對(duì)比主動(dòng)均衡電路一般都是通過轉(zhuǎn)移能量的方式來實(shí)現(xiàn)，即至少比被動(dòng)均衡減少70%的發(fā)熱損耗，減少了至少70%的能量浪費(fèi)。課堂小結(jié)動(dòng)力電池管理系的均衡管理是：

項(xiàng)目：新能源汽車動(dòng)力電池高壓上電預(yù)充控制原理及分析任務(wù)2.2新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)控制2.2.1動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及分析2.2.2動(dòng)力電池的均衡管理2.2.3高壓上電預(yù)充控制原理及分析2.2.4動(dòng)力電池包安全管理控制策略知識(shí)點(diǎn)情境導(dǎo)入任務(wù)背景動(dòng)力電池中的高壓電在供給高壓用電設(shè)備的同時(shí)，還要保證車輛上駕乘人員的人身安全。車輛能否正常上電有哪些條件來限制的呢？01上電控制流程KNOWLEDGEPOINTS上電控制流程新能源汽車高壓上、下電是按照一定的時(shí)序與邏輯控制各高壓節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了故障控制策略。軟件控制的內(nèi)容包括正常高壓上電控制、正常高壓下電控制、緊急下電控制、整車絕緣故障上電控制、HVIL回路故障下電控制，具體說明如下：上電控制流程正常高壓上電控制：根據(jù)正常高壓上電控制邏輯，要求鑰匙打開1s內(nèi)完成高壓上電，上電后DC／DC與IPU分別進(jìn)入工作模式。上電控制流程02預(yù)充控制原理KNOWLEDGEPOINTS預(yù)充控制原理車輛在啟動(dòng)時(shí)，電流較大，會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生沖擊。為了避免這種現(xiàn)象，在電機(jī)控制器中安裝有預(yù)充電容。預(yù)充控制原理預(yù)充繼電器閉合前在預(yù)充繼電器閉合前，控制模塊要對(duì)繼電器開關(guān)的兩端電壓進(jìn)行檢測。車輛側(cè)的電容已經(jīng)完全放電，電壓比較低；動(dòng)力電池側(cè)為電源電壓，電壓比較高。通過兩端對(duì)比來判斷繼電器的好壞及工作狀態(tài)。預(yù)充控制原理預(yù)充繼電器閉合預(yù)充繼電器閉合，車輛側(cè)的電容電壓開始上升。兩側(cè)電壓逐漸持平。預(yù)充控制原理預(yù)充完成BMS監(jiān)測電壓上升時(shí)間，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)電壓上升至蓄電池電壓的90%，則說明預(yù)充電成功。即閉合主正繼電器，斷開預(yù)充繼電器。預(yù)充分分為三步，預(yù)充繼電器閉合前——預(yù)充繼電器閉合——預(yù)充完成。課堂小結(jié)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)——高壓上電預(yù)充控制原理及分析是：

項(xiàng)目：新能源汽車動(dòng)力電池動(dòng)力電池包安全管理控制策略任務(wù)2.2新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)控制2.2.1動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及分析2.2.2動(dòng)力電池的均衡管理2.2.3高壓上電預(yù)充控制原理就分析2.2.4動(dòng)力電池包安全管理控制策略知識(shí)點(diǎn)情境導(dǎo)入任務(wù)背景新能源汽車的電氣系統(tǒng)分為低壓回路和高壓回路，在車輛運(yùn)行過程中是通過低壓控制高壓的。如果高壓電作用在人體上只需要10毫秒就能對(duì)心臟造成傷害。那么工程師們是怎么防止你有“觸電”的感覺呢？動(dòng)力電池包安全管理控制策略新能源汽車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)控制將動(dòng)力蓄電池的全部故障根據(jù)嚴(yán)重程度劃分為若干個(gè)不同的故障等級(jí)，整車控制器接收所述故障等級(jí),響應(yīng)所述故障等級(jí)并向車輛的執(zhí)行部件發(fā)送控制指令。01安全管理控制策略KNOWLEDGEPOINTS安全管理控制策略

過流檢測過壓、欠壓檢測電壓差異過大檢測過溫檢測高壓互鎖檢測碰撞安全檢測SOC過高、過低檢測充電功率過大檢測電池內(nèi)阻異常檢測預(yù)充電異常檢測傳感器斷線檢測繼電器粘連檢測安全管理控制策略動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)到高壓安全的功能一般有：BMS功能安全、高壓互鎖HVIL、碰撞開關(guān)、繼電器控制/診斷、絕緣檢測。其功能安全和失效模式對(duì)應(yīng)關(guān)系一般如下所示：02上下電控制原