电动汽车的能量管理与回收系统PPT(共 37张)
电动汽车制动能量回收系统课件
随着电池技术和电机控制技术的不断进步，制动能量回收系统的效率和性能将得到进一步提升。未来，制动能量 回收系统将与自动驾驶技术相结合，实现更加智能化的能量管理。同时，随着充电设施的日益完善和电池成本的 降低，制动能量回收系统将在更多类型的电动汽车上得到应用。
02
制动能量回收技术详解
再生制动技术
充电设施建设: 随着我国电动汽车数量的不断增加，充电设施的建设也得到了快速发 展，为制动能量回收系统的应用提供了有力保障。
国内外应用现状
• 技术研发: 我国在电动汽车及制动能量回收技术方面进行 了大量研发工作，取得了一系列重要成果。
国内外应用现状
01
国外应用现状
02
03
04
先进技术: 国外在电动汽车及 制动能量回收技术方面起步较 早，拥有较为先进的技术水平
优势
制动能量回收系统不仅可以提高电动汽车的能效和续航里程，还可以延长电池寿命，提高车辆的安全 性和稳定性。此外，制动能量回收系统的使用还可以减少对传统能源的依赖，降低能源成本。
系统的历史与发展趋势
历史
制动能量回收系统的概念最早可以追溯到20世纪90年代，但直到近年来随着电动汽车技术的快速发展，该技术才 得到广泛应用。
案例分析：系统性能评估与改进
系产工艺，降低制动能量回 收系统的成本，使其更具有市场竞争力。
技术创新: 针对现有技术的不足，研发更高效、稳定的 制动能量回收技术。
兼容性改进: 提高制动能量回收系统与其他电动汽车系 统的兼容性，方便用户使用和维护。
05
未来展望与挑战
技术发展趋势
高效能量回收技术
随着材料科学和电力电子技术的 进步，制动能量回收系统的效率 将得到进一步提升，回收的能量 将更多用于延长电动汽车的续航
新能源汽车概论-第5章 电动汽车能力管理与回收系统
第5章电动汽车能力管理与回收系统课题：5.1 电动汽车能量管理系统教学目的：了解什么是电动汽车能量管理控制系统，掌握电池管理系统的功能理解纯电动汽车能量管理系统的组成、混合动力电动汽车的能量管理策略好工作模式教学重点：电池管理系统的功能教学难点：电池管理系统的功能类型：新授课教学方法：讲练结合课时：6引入：导入案例P177。
能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成，如P178图5.2所示。
能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。
能量管理系统中最主要的是电池管理系统。
一、电池管理系统的功能21.概述电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。
电池管理系统（bms）是能量管理系统的核心。
（1）主要任务保证电池组工作在安全区间，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。
（2）电池管理的核心问题就是SOC的预估问题电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿命和整体的能量效率至关重要。
（3）首要任务准确和可靠的获得电池soc是电池管理系统中最基本和最首要的任务。
2.功能典型的电池管理系统应具备如下功能：（1）实时采集电池系统运行状态参数。
实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。
由于电池组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、电流和温度数据都要进行监测。
（2）确定电池的SOC。
准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控制在30%~70%的工作范围。
（3）故障诊断与报警。
新能源汽车能源管理系统 ppt课件
图8-5 燃料电池汽车能源管理系统结构
• 2．混合动力汽车的能源管理系统 • （1）长安混合动力汽车的系统结构 • 该车的能源传递路线有四条: • 第1条路线为从四缸电喷发动机到轮胎； • 第2条路线为动力电池组到轮胎； • 第3条为从发电装置ISG到动力电池组； • 第4条路线为轮胎到动力电池组，在汽车下坡或制
• 能源管理策略主要包括功率分配策略、速比控
制和制动能量回馈策略三个组成部分。功率分配 是核心问题。只有三者紧密结合，才能降低燃料 消耗、延长燃料电池和蓄电池的使用寿命。
• 对于采用蓄电池的燃料电池汽车来说，能源管理 策略的主要任务为：
• ① 在不损害蓄电池的情况下，满足汽车动力性的 设计要求，保证统采集从纯电动汽车各子系统通过
传感器收集到的运行数据，完成下列功能：选择 电池的充电方案、显示蓄电池的荷电状态 （SOC）、监控蓄电池的动作、预测剩余行驶里 程、调节车灯亮度、调节车内温度以及回收再生 制动能量为蓄电池充电等。其中，电池管理系统 （BMS）是能量管理系统（EMS）中的一个主要 子系统，它处理蓄电池的显示、测量、预测和全 面管理等问题。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
• 教学目的和要求： • 了解电动汽车能源管理系统与辅助装置分类，
掌握组成、构造和工作原理、特点、应用。 • 本章重点： • 电动汽车的能源管理系统 、充电器、电源变换
2．电池管理系统的功能
• 显示荷电状态 （SOC）、提供电 池温度信息、电池高 温报警、电池性能异 常早期警报、显示电 解液状态、提供电池 老化信息、记录电池 关键数据。
电动汽车能源管理系统(ppt)
发生衰减，(3)式是描述温度对电池容量影响的
最常用模型。
C C 2(1 5 (2 5 T ))
(3)
式3中，C为电池在温度T时的容量；C25为电池
在25℃时的容量; 为温度系数Ah/℃，不同种类 或型号电池的温度系数不同，需要通过试验得
到；T为电池工作温度。还有以其它影响因素为 研究对象的电池模型，如循环寿命、容量衰减。
电路元件的特点，可分为线性等效电路模型和非
线性等效电路模型。
• 1.2.1 基本电路模型
•
基本电路模型是其他复杂等效电路模型的基
础。Thevenin模型如图1所示，是最有代表性的
电路模型。电容C与电阻R2并联（描述超电势）
后与电压源Voc（描述开路电压）、电阻R1（电
池内阻）串联。由于随着电池工作条件和内部状
，中间层神经元响应函数为
LS
1 1 ex
。神经网络输
入变量的选择和数量影响模型的准确性和计算量
。神经网络方法的误差受训练数据和训练方法的
影响很大，所有的电池试验数据都可用来训练模
型并优化模型性能。
图4 用于估计电池SOC的典型神经网络结构
• 1.4、温度模型
•
电池在其最佳工作温度范围外工作时容量会
二、电池管理系统
1、电池模型
•
电动汽车电池性能模型又可分为简化的电化
学模型、等效电路模型、神经网络模型、部分放
电模型和特定因素模型
• 1.1 简化的电化学模型
• Peukert(普克特 )方程
In Ti 常数
（1）
式（1）中，I为放电电流；n为电池常数；T i为电流 的放电时间
• Shepherd模型
3、动力电池及其管理系统 3.1、动力电池
新能源汽车概论电动汽车能力管理与回收系统.doc
第5章电动汽车能力管理与回收系统课题：5.1 电动汽车能量管理系统教学目的：了解什么是电动汽车能量管理控制系统，掌握电池管理系统的功能理解纯电动汽车能量管理系统的组成、混合动力电动汽车的能量管理策略好工作模式教学重点：电池管理系统的功能教学难点：电池管理系统的功能类型：新授课教学方法：讲练结合课时：6引入：导入案例P177。
能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成，如P178图5.2所示。
能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。
能量管理系统中最主要的是电池管理系统。
一、电池管理系统的功能21.概述电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。
电池管理系统（bms）是能量管理系统的核心。
（1）主要任务保证电池组工作在安全区间，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。
（2）电池管理的核心问题就是SOC的预估问题电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿命和整体的能量效率至关重要。
（3）首要任务准确和可靠的获得电池soc是电池管理系统中最基本和最首要的任务。
2.功能典型的电池管理系统应具备如下功能：（1）实时采集电池系统运行状态参数。
实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。
由于电池组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、电流和温度数据都要进行监测。
（2）确定电池的SOC。
准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控制在30%~70%的工作范围。
（3）故障诊断与报警。
2024版新能源汽车电池热管理系统PPT课件
冷却系统设计与选
型
介绍适用于电池热管理系统的冷 却系统设计原则，包括冷却液选 择、冷却管道设计、散热器设计 等，以及冷却系统的选型建议。
04
电池热管理系统性能评价
Chapter
性能评价指标及方法
01
02
03
温度均匀性
散热效率
能耗
衡量电池组内温度分布的一致性， 通过温度传感器测量并计算温差。
评价热管理系统在特定条件下的 散热能力，通过对比实验和模拟 分析得出。
电池热管理系统重要性
电池性能与热环境关系 热管理系统对电池寿命和安全性的影响 提高新能源汽车整体性能的意义
课件目的与结构
课件目的
介绍新能源汽车电池热管理系统的 原理、设计及应用
课件结构
概述、热管理系统原理、设计方法 与实例、应用与展望
02
电池热管理系统基本原理
Chapter
电池工作原理及热特性
针对实验结果，分析热管理系统 的优缺点，提出改进建议。
温度均匀性分析 散热效率评价 能耗分析 结果讨论
根据实验数据绘制温度分布图， 评估热管理系统的温度均匀性。
根据功率计等设备采集的数据， 计算热管理系统的能耗并进行评 估。
05
新能源汽车电池热管理系统应 用案例
Chapter
纯电动汽车电池热管理系统应用
能量管理策略
探讨基于电池能量状态的控制策略，如SOC、 SOH等，用于优化电池的能量利用和延长电池寿 命。
关键部件设计与选型
传感器设计与选型
阐述适用于电池热管理系统的温 度传感器、电流传感器、电压传 感器等的设计与选型原则。
控制器设计与选型
探讨电池热管理系统控制器的设 计原则，包括控制算法、硬件电 路、软件编程等，以及控制器的 选型建议。
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第5章电动汽车能力管理与回收系统课题：5.1 电动汽车能量管理系统教学目的：了解什么是电动汽车能量管理控制系统，掌握电池管理系统的功能理解纯电动汽车能量管理系统的组成、混合动力电动汽车的能量管理策略好工作模式教学重点：电池管理系统的功能教学难点：电池管理系统的功能类型：新授课教学方法：讲练结合课时：6引入：导入案例P177。
能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成，如P178图5.2所示。
能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。
能量管理系统中最主要的是电池管理系统。
一、电池管理系统的功能21.概述电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。
电池管理系统（bms）是能量管理系统的核心。
（1）主要任务保证电池组工作在安全区间，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。
（2）电池管理的核心问题就是SOC的预估问题电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿命和整体的能量效率至关重要。
（3）首要任务准确和可靠的获得电池soc是电池管理系统中最基本和最首要的任务。
2.功能典型的电池管理系统应具备如下功能：（1）实时采集电池系统运行状态参数。
实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。
由于电池组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、电流和温度数据都要进行监测。
（2）确定电池的SOC。
准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控制在30%~70%的工作范围。
（3）故障诊断与报警。
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第5章电动汽车能力管理与回收系统课题：5.1 电动汽车能量管理系统教学目的：了解什么是电动汽车能量管理控制系统，掌握电池管理系统的功能理解纯电动汽车能量管理系统的组成、混合动力电动汽车的能量管理策略好工作模式教学重点：电池管理系统的功能教学难点：电池管理系统的功能类型：新授课教学方法：讲练结合课时：6引入：导入案例P177。
能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成，如P178图5.2所示。
能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。
能量管理系统中最主要的是电池管理系统。
一、电池管理系统的功能21.概述电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。
电池管理系统（bms）是能量管理系统的核心。
（1）主要任务保证电池组工作在安全区间，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。
（2）电池管理的核心问题就是SOC的预估问题电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿命和整体的能量效率至关重要。
（3）首要任务准确和可靠的获得电池soc是电池管理系统中最基本和最首要的任务。
2.功能典型的电池管理系统应具备如下功能：（1）实时采集电池系统运行状态参数。
实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。
由于电池组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、电流和温度数据都要进行监测。
（2）确定电池的SOC。
准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控制在30%~70%的工作范围。
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（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
5.1 电动汽车能量管理系统
规格严格 功夫到家
能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成， 如图所示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完 成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控 电池的状态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电 池充电等功能。能量管理系统中最主要的是电池管理系统。
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5.1.1 电池管理系统的功能
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（3）故障诊断与报警。当蓄电池电量或能量过低需要充电时，及时报 警，以防止电池过放电而损害电池的使用寿命；当电池组的温度过高，非 正常工作时，及时报警，以保证蓄电池正常工作。
目前，主要是根据实际情况，确定具体纯电动汽车的电池管 理系统的功能和形式。电池管理系统包括硬件系统的设计和 软件系统的设计。
硬件的设计取决于管理系统实现的功能。基本要实现对动力 电池组的合理管理，即保证采集数据的准确性、可靠稳定的 系统通信、抗干扰性。在具体实现过程中，根据设计要求确 定需要采集动力电池组的数据类型；根据采集量以及精度要 求确定前向通道的设计；根据通信数据量以及整车的要求选 用合理的总线。
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5.1.1 电池管理系统的功能
规格严格 功夫到家
电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也 是电动汽车商品化、实用化的关键。电池管理的核心问题就是SOC的预估 问题，电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿 命和整体的能量效率至关重要。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
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图是某电池管理系统的结构框图。
模块电压
液晶显示模块
电池总电压 电池电流
中
SOC估计
央
处
理
器
控制充放电电流
（6）通过总线实现各检测模块和中央处理单元的通讯。在电动汽车上 实现电池管理的难点和关键在于如何根据采集的每块电池的电压、温度和 充放电电流的历史数据，建立确定每块电池剩余能量的较精确的数学模型， 即准确估计电动汽车蓄电池的SOC状态。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
规格严格 功夫到家
பைடு நூலகம்
电池管理系统是能源管理系统的一个子系统。蓄电池管理系 统主要任务是保持电动汽车蓄电池性能良好，并优化各蓄电 池的电性能和保存、显示测试数据等。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
规格严格 功夫到家
2.电池荷(充)电状态指示器
电池荷(充)电状态指示器是能源管理系统的一个重要组成。 电动汽车蓄电池中储存有多少电能，还能行驶多少里程，是 电动汽车行驶中必须知道的重要参数。与燃油汽车的油量表 类似的仪表就是电池荷(充)电状态指示器，它是能源管理系统 的一个重要装置。因此，在电动汽车中装备满足这一需求的 仪表即电池荷(充)电状态指示器。
（4）电池组的热平衡管理。电池热管理系统是电池管理系统的有机组 成部分，其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于 正常工作温度范围内。
（5）一致性补偿。当电池之间有差异时，有一定措施进行补偿，保证 电池组表现能力更强，并有一定的手段来显示性能不良的电池位置，以便 修理替换。一般采用充电补偿功能。设计有旁路分流电路，以保证每个单 体都可以充满电，这样可以减缓电池老化的进度，延长电池的使用寿命。
电池温度
故障报警
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典型的电池管理系统应具备如下功能： （1）实时采集电池系统运行状态参数。实时采集电动汽车蓄电池组中 的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池 组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、 电流和温度数据都要进行监测。
（2）确定电池的SOC。准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电 动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控 制在30%~70%的工作范围。
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5.1.2 纯电动汽车能量管理系统
规格严格 功夫到家
1.纯电动汽车能量管理系统的组成
纯电动汽车能源管理系统主要由电池输入控制器、车辆运行 状态参数、车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控 制器、电机发电机系统控制等组成。
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第5章 电动汽车的能量管理与回收系统
5.1 电动汽车能量管理系统 5.1.1 电池管理系统的功能 5.1.2 纯电动汽车能量管理系统 5.1.3 混合动力电动汽车能量管理系统 5.2 电动汽车再生制动能量回收系统 5.2.1制动能量回收的方法和类型 5.2.2电动汽车的制动能量回收系统