動力電池及管理課件

動力電池及管理系統(tǒng)1精選課件123認(rèn)知單體電池和動力電池動力電池包拆卸高壓安全與防護(hù)動力電池系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)認(rèn)知電池管理系統(tǒng)功能2精選課件4電池模組更換56電池管理系統(tǒng)主控單元更換SOC標(biāo)定絕緣檢測接觸器檢測3精選課件79電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)拆卸鼓風(fēng)機(jī)更換制冷劑、冷卻液更換電池管理系統(tǒng)低壓電氣系統(tǒng)故障診斷8電池充電電池充電系統(tǒng)故障診斷4精選課件123新能源汽車對動力電池要求動力電池種類及主要參數(shù)電池管理系統(tǒng)功能內(nèi)容5精選課件動力電池及管理系統(tǒng)電機(jī)及控制技術(shù)整車控制技術(shù)國家新能源汽車技術(shù)路線：三縱三橫6精選課件人們關(guān)注的問題1.11.1.新能源汽車的安全性2.續(xù)航里程3.充電時間4.成本、價格7精選課件8精選課件1電動汽車對動力電池的要求動力電池的應(yīng)用要求&常用動力電池參數(shù)對比&動力電池成組9精選課件比能量高01百公里能耗：10~30度電HEV:1~2度PHEV：6~30度BEV:30~50度質(zhì)量、體積（100WH/kg）耐力輸出功率大02壽命長03成本低04安全性好05工作溫度適應(yīng)性強(qiáng)06可回收性好07動力電池的應(yīng)用要求驅(qū)動電機(jī)，動力要求質(zhì)量功率（140W/kg）充放電性能（深充深放）充電時間（快充、慢充）循環(huán)壽命（放電深度）電池保修決定能否市場化3~5元/WH電解質(zhì)不腐蝕接線柱自燃、爆炸碰撞時應(yīng)不會對乘員傷害環(huán)境溫度：-15℃~50℃電池電化學(xué)反應(yīng)的熱量容量衰減到80%，壽命終結(jié)10精選課件常用動力電池參數(shù)對比化學(xué)電池、物理電池、生物電池鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池、鋅空氣電池、超級電容、超高速飛輪11精選課件常用鋰離子動力電池對比12精選課件動力電池成組（PACK）電芯→模組→電池組→電池包電芯模組電池組電池包13精選課件動力電池成組（PACK）EV20014精選課件動力電池成組（PACK）EV20015精選課件動力電池成組（PACK）e516精選課件動力電池成組（PACK）17精選課件算一算，測一測

參數(shù)車型總電壓(V)電池包重量(kg)額定總?cè)萘浚ˋH）電池組連接方式綜合續(xù)航里程(Km)e5633.6490751P192S300EV20033216591.53P91S2001.單體電池容量為：

AH2.單體電池電壓為：

V

3.總電量為：

Kwh4.比能量為：

Kwh/kg5.百公里能耗：

Kwh以1.2元/度折算，百公里使用成本：

元1.你所測得三個單體電池平均電壓為：

V

2.初步判定該鋰離子電池正極材料為：

。3.臺架單體電池間的連接關(guān)系為：

?？傠娏?總安時數(shù)*電壓總?cè)萘?單體電池容量*并聯(lián)數(shù)總電壓=單體電池電壓*串聯(lián)數(shù)18精選課件2電池管理系統(tǒng)（BMS）19精選課件動力電池包組成電池模組、維修開關(guān)、BMS主控模塊、BMS從控模塊、信號采集線束、接觸器、預(yù)充電阻、溫度傳感器、電流傳感器20精選課件動力電池包組成21精選課件BMS功能電池管理系統(tǒng)功能電池數(shù)據(jù)采集電池狀態(tài)估算安全保護(hù)能量管理（充放電控制、均衡）電池?zé)峁芾砉δ苄畔⒐芾砝^電器控制提高動力電池使用效率，增加續(xù)航里程，延長使用壽命，降低運(yùn)行成本、提高電池組及動力系統(tǒng)可靠性，從而有效提升電動汽車整車品質(zhì)。22精選課件電池管理系統(tǒng)功能動力電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集狀態(tài)估算安全保護(hù)能量管理熱管理繼電器控制信息顯示

電池電壓檢測

電池電流檢測溫度檢測電池剩余電量評估電池老化狀況評估過流、過溫保護(hù)過壓與欠壓保護(hù)碰撞保護(hù)、互鎖加熱管理放電控制管理均衡管理冷卻管理信息交互電池信息顯示歷史信息存儲主接觸器預(yù)充接觸器保溫管理23精選課件北汽EV200BMS系統(tǒng)架構(gòu)24精選課件1.數(shù)據(jù)采集功能1）檢測單體電池電壓（e513個分控模塊）每個單體電池運(yùn)行狀態(tài)、根據(jù)電壓差判斷差異性、累積獲取總電壓（e5192個，EV20091個）2）電池包總電壓（主控模塊）SOC計算參考、監(jiān)測接觸器狀態(tài)3）溫度測量（分控模塊）環(huán)境溫度、電池箱溫度（正面居中），e5共48個4）電流監(jiān)測（主控模塊）1個（動力電池正、動力電池負(fù)）：霍爾傳感器5）絕緣檢測（主控模塊）6）高壓互鎖（主控模塊）在高壓電纜連接插頭處設(shè)計互鎖開關(guān)保證在高壓上電前系統(tǒng)的完整性、運(yùn)行過程中斷開啟動安全保護(hù)，防止帶電插拔對高壓部件的拉弧損壞絕緣監(jiān)測電阻、漏電傳感器500Ω/V、100Ω/V動力電池正與車身動力電池負(fù)與車身25精選課件2.電池狀態(tài)估算(主控模塊)1.SOC（StateofCharge）剩余電量/額定容量的百分比儀表顯示SOC和續(xù)航里程（基于溫度、電壓、電流計算）安培時間積分法、開路電壓法、負(fù)載電壓法、卡爾曼濾波法、模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)2.SOH（StateofHealth）EV:深充深放，測量容量/額定容量的百分比；電池循環(huán)次數(shù)n=f(T,I,SOC)HEV:電池內(nèi)阻卡爾曼濾波法、模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于電池不一致性、放電電流、溫度、傳感器精度、歷史狀態(tài)不確定性、算法精度、SOC評估精度困難26精選課件3.安全保護(hù)1.過流保護(hù)（主控模塊）充放電過程，工作電流超過安全值啟動保護(hù)措施（充電0.5C？e5快充125A，慢充40A，直流快充15min80%，慢充1~2h；北汽EV20030min50%，慢充6~12min）1C持續(xù)放電，OK3C放電1min,啟動保護(hù)；（寶馬i34.3C）2.過壓和欠壓保護(hù)（影響電池壽命）如磷酸鐵鋰設(shè)定充電（3.65V）、放電（2.7V）截止保護(hù)電壓，分級報警，甚至切斷電流回路。壓差報警(30mV)3.過溫保護(hù)（電池壽命、燃燒、爆炸）溫度超過一定值，儀表報警甚至啟動保護(hù)措施。如眾泰E200，65℃/50℃兩個報警閾值。溫差報警27精選課件3.安全保護(hù)4.漏電保護(hù)（主控模塊）5.碰撞高壓防護(hù)6.高壓互鎖故障報警無論何種狀態(tài)，儀表報警，聲光報警高壓切斷靜止?fàn)顟B(tài)，切斷高壓輸出降功率運(yùn)行高速行車過程，降功率運(yùn)行，保證駕駛員將車停在安全位置28精選課件4.能量管理1.充電管理（主控模塊）根據(jù)電池充電特性控制充電電壓、充電電流。2.放電管理（主控模塊）根據(jù)動力電池SOC和單體電壓、溫度等因素限制輸出扭矩，輸出功率，甚至切斷功率輸出。動力電池的SOC低于30%，會限扭矩（輸出扭矩≤100N.m)；單體電壓3.3V時，輸出功率為控制功率的80%；單體電壓3.2V時，輸出功率為控制功率的50%；單體電壓為3.1V時，在整車速度低于1000RPM時斷開繼電器;單體電壓為3V時，斷開繼電器。29精選課件4.能量管理3.均衡管理（分控模塊）電池由于生產(chǎn)、工作環(huán)境帶來不一致性?！澳就靶?yīng)”，整個電池容量不能有效發(fā)揮“耗散性”均衡、“非耗散性均衡”“被動均衡”、“主動均衡”30精選課件4.能量管理3.均衡管理（分控模塊）電池由于生產(chǎn)、工作環(huán)境帶來不一致性?！澳就靶?yīng)”，整個電池容量不能有效發(fā)揮“耗散性”均衡、“非耗散性均衡”“被動均衡（消極）”、“主動均衡”31精選課件4.能量管理3.均衡管理（分控模塊）電池由于生產(chǎn)、工作環(huán)境帶來不一致性?！澳就靶?yīng)”，整個電池容量不能有效發(fā)揮“耗散性”均衡、“非耗散性均衡”“被動均衡（消極）”、“主動均衡”32精選課件5.熱管理（25~40℃）1）冷卻風(fēng)冷、水冷、制冷劑冷卻2）加熱PTC、冷卻液比亞迪e5無熱管理（20~80℃）33精選課件5.熱管理（25~40℃）1）冷卻風(fēng)冷、水冷、制冷劑冷卻2）加熱PTC、冷卻液比亞迪e5無熱管理（20~80℃）34精選課件6.信息管理1）儀表信息顯示電機(jī)功率、車速、SOC、故障信息及報警指示燈充電狀態(tài)、充電剩余時間等35精選課件2）信息交互（數(shù)據(jù)通訊）（1）電池系統(tǒng)內(nèi)部通訊主控模塊與分控模塊間CAN通訊（電壓、溫度、SOC）（2）主控模塊與外部控制器之間通訊主控模塊與整車控制器、充電設(shè)備、電機(jī)控制器、組合儀表間CAN通訊整車CANBMS內(nèi)部CAN主控模塊組合儀表分控模塊充電機(jī)電機(jī)控制器整車控制器分控模塊分控模塊6.信息管理36精選課件整車CANBMS內(nèi)部CAN主控模塊組合儀表分控模塊充電機(jī)電機(jī)控制器整車控制器分控模塊分控模塊信息交互內(nèi)容信息流向電池組總電壓、總電流、SOCBMS→整車控制器BMS→電機(jī)控制器BMS→組合儀表電池組最大允許放電電流BMS→整車控制器BMS→電機(jī)控制器電池組安全警告信息BMS→整車控制器BMS→組合儀表高壓預(yù)充電信息電機(jī)控制器→BMS充電請求信息BMS→整車控制器充電允許信息整車控制器→BMS充電電壓、電流控制信息BMS→充電機(jī)充電機(jī)運(yùn)行信息充電機(jī)→BMS6.信息管理37精選課件6.信息管理3）歷史信息存儲與分析精確評估剩余電量，便于動力電池組檢修和保養(yǎng)38精選課件找一找，畫一畫1.記錄各單體電池電壓、總電壓2.記錄電池溫度值；模擬溫度變化，并記錄報警時對應(yīng)的數(shù)值。3.記錄絕緣電阻值4.記錄SOC值5.記錄充放電電流；模擬充電電流過大、放電電流過大1.分別找出分控模塊和主控模塊位置2.找出溫度傳感器3.找出霍爾式電流傳感器4.找出絕緣監(jiān)測點1.找出單體電池電壓采集線束，有幾根？2.畫出單體電池與分控模塊連接圖3.若2號單體電池電壓采集線斷路，對各單體電池電壓采集結(jié)果會有何影響？1.拆卸高壓維修開關(guān)2.找出高壓互鎖開關(guān)3.通過電壓測量判斷高壓維修開關(guān)在電池組中的位置39精選課件7.繼電器控制1）上電控制放電：充電：40精選課件7.繼電器控制1）上電控制41精選課件7.繼電器控制1）上電控制（1）喚醒與自檢①15電喚醒點火開關(guān)ON，整車控制器(VCU)、全車高壓部分的控制器如動力電池包、電機(jī)控制器、空調(diào)控制器等被喚醒②初始化、自檢控制器初始化，自檢（包括高壓互鎖）通過，無嚴(yán)重故障，上報VCU③BMS與VCU通訊動力電池絕緣情況、各模組電壓、溫度、各繼電器狀態(tài)正常，上報VCUV1=?V2=?V3=?42精選課件7.繼電器控制1）上電控制（2）負(fù)極繼電器（接觸器）接通

VCU控制或BMS控制43精選課件7.繼電器控制1）上電控制（4）預(yù)充繼電器（接觸器）接通（BMS主控模塊控制）3s內(nèi)：V1=332伏特V2=V3=0.95*332=315伏特

44精選課件7.繼電器控制1）上電控制（4）主繼電器接通，預(yù)充繼電器斷開（BMS主控模塊控制）Ready燈點亮，上電成功45精選課件找一找，畫一畫1.分別找出負(fù)極接觸器、預(yù)充接觸器、正極接觸器（根據(jù)電路走向、接通時序判斷）2.測量預(yù)充電阻值3.對照臺架，畫出動力電池包與高壓配電盒內(nèi)各元器件的連接關(guān)系圖46精選課件找一找，畫一畫47精選課件7.繼電器控制2）充電控制（1）快充1.BMS確認(rèn)充電槍連接正常（Ucc1電壓有效），充電樁提供12V直流電（A+，A-）BMS和VCU得電被喚醒。2.

BMS確定Ucc2信號有效，向VCU發(fā)出“充電請求”，確定后（點火開關(guān)OFF）VCU發(fā)出“充電允許信號”，BMS閉合充電接觸器和主負(fù)接觸器。充電樁經(jīng)過三個繼電器向動力電池充電。48精選課件7.繼電器控制2）充電控制（1）快充3.VCU從CAN線上接收到CC2連接