鉅大LARGE | 點擊量:536次 | 2022年06月02日
磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)的設(shè)計思路
磷酸鐵鋰離子電池管理系統(tǒng)設(shè)計
為了保證磷酸鐵鋰離子電池的安全性和可靠性,要開發(fā)和制造一個電池組的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)供應(yīng)了與外部系統(tǒng)(如充電電源、開關(guān)設(shè)備、負載和數(shù)據(jù)顯示設(shè)備)交互的接口。
一個電池管理系統(tǒng)把一堆啞電池變成智能電池。
電動汽車在汽車制造廠和相關(guān)制造商中的快速發(fā)展得益于電池管理系統(tǒng)供應(yīng)的更高的性能和更好的功能。管理系統(tǒng)可分為電池監(jiān)控和電池控制兩大類;監(jiān)測部分包括電壓和溫度測量以及電池平衡。這些是電池管理系統(tǒng)的基本屬性。
雖然磷酸鐵鋰離子電池在短路、過充、擠壓、針刺等情況下仍然是安全的,但它會極大地影響電池的循環(huán)壽命。磷酸鐵鋰離子電池生產(chǎn)工藝復(fù)雜。單體電池的一致性差異大于密封閥控鉛酸電池,這可以使個人的電池組充電后期單體電池電壓迅速上升,差異會嚴重影響電池的使用壽命,為了防止上述現(xiàn)象要電力管理系統(tǒng),確保電池安全可靠。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池管理系統(tǒng)(電池管理系統(tǒng),即BMS)和電池組是保護和管理的核心部分,不僅保證了電池的安全可靠使用。而且還能充分發(fā)揮電池的性能和延長使用壽命,作為備用電源,在高壓直流電源和電池管理系統(tǒng)之間的通信起著橋梁用途。電池管理系統(tǒng)必須滿足通信電源系統(tǒng)的要求,因此電池管理系統(tǒng)的安全管理模式對電池的安全非常重要。電池管理系統(tǒng)重要包括數(shù)據(jù)采集單元、計算與控制單元、平衡單元、控制執(zhí)行單元和通信單元。體系結(jié)構(gòu)示意圖如下:
磷酸鐵鋰離子電池管理系統(tǒng)設(shè)計
1.電池管理系統(tǒng)的基本功能
(1)監(jiān)控單體電池的工作狀態(tài),如檢測單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環(huán)境溫度;
(2)保護電池,防止極端情況下電池壽命縮短和電池損壞。
2.電池管理系統(tǒng)的重要功能
(1)過電壓保護
當(dāng)單個電池充電電壓超過允計值時,立即停止充電,斷開充電裝置與電池組的連接:
(2)過量放電警報
當(dāng)單體電池放電電壓低于警告值時,發(fā)出報警信號。
(3)過量放電保護
當(dāng)單體電池放電電壓低于保護值時,立即停止放電,斷開電氣設(shè)備與電池組的連接,并伴有報警提示;
(4)過電流報警
當(dāng)電池的輸入或輸出電流超過警告值時,會發(fā)出警報。
(5)短路保護
當(dāng)電池發(fā)生短路時,立即停止放電,斷開電氣設(shè)備與電池的連接,并報警提示;
(6)溫度過高報警
當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過警戒值時,報警:
(7)溫度過高報警
當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時,發(fā)出警報。
(8)超溫保護
當(dāng)環(huán)境溫度或電池內(nèi)部溫度超過保護值時,立即斷開充電或電器與電池組的連接,并伴有報警提示。當(dāng)環(huán)境溫度或電池內(nèi)部溫度恢復(fù)到允許值時,可以手動或自動恢復(fù)電池管理功能,不影響電池放電功能。
3.估計電池SOC
荷電狀態(tài),即電池剩余電量。保持SOC在合理范圍內(nèi),防止電池因過充或過放電而損壞,隨時預(yù)測電池剩余容量;
4.平衡單體電池
由于磷酸鐵鋰離子電池制造工藝復(fù)雜,鋰離子相對活性大,所以電池組中單個電池電壓不一致。
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