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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)定义
锂离子电池的安全工作区域如图1所示。BMS的主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需要采集。不同的体系对精度的要求不一样。
图3单体电池OCV曲线及其电压采集精度要求
对于LMO/LTO电池,单体电压采集精度只需达到10mV。对于LiFePO4/C电池,单体电压采集精度需要达到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,会对实时监测算法产生影响。设计BMS时,需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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