电池管理系统

源自文库
0.5C Discharge (24611mAh) 2C Charge (24374mAh)
0.5C Discharge (24126mAh) 3C Charge (23989mAh)
0.5C
Discharge
17 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000
(23537mAh)
Capacity(mAh)
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
功能介绍
4.SOC估算 普 莱 德
计算方法二：OCVP法ri。de Power
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
9
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
技术指标
普莱德
Pride Power
1.电池组总电压测量精度： <1%
6.电池组串联数：
4~300
2.单体电压检测精度：
<0.5%
7.单体电压采样范围：
0-5V
3.电流检测精度： 4.温度检测精度： 5.SOC检测精度：
26
项目介绍—BMS主板
原理框图
普莱德
Pride Powe实r 物图
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
27
项目介绍—BMU
普 莱 德 1.单体电压采集
Pride Power 采集个单体电池电压，
通过CAN发送至BMS主板
2.温度采集
围，有利于电池组更好地充放电。
加热：充电时，由于电池温度较低，需要使电池包温 度升高，才能稳定的充电。
散热：随着电池包的温度过高，需要开启散热功能， 以便为电池更好的工作。
均热：在充电或者行车过程中，出现温差较大情况， 需开启风扇，使热量循环流动。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
Pride Power 池存在下面的一些缺点，如存储能量少、寿命短、串并联使用问
题、使用安全性、电池电量估算困难等。
BMS
提升电池的使用率 防止过充、过放 延长电池的使用寿命 监控电池的状态
6
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
电池管理系统简介
普莱德
Pride Power
7
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
系统框图
电池管理系统结构
普莱德
Pride Power
8
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
系统构成
1
普莱德
Pride Power
2
3
4
BMU
• 单体电压采 集 • 温度节点采 集 •电池均衡
电流传感器 • 实时电流采集
绝缘监测
BCU
• 电池组总电压 采集
•绝缘电阻检测
• 接收各种数据，并 统计、计算和分析。
•计算SOC/F/H。
•控制风扇或加热
•与整车和充电机通 讯
此外，还可扩展其他模块，如数据记录仪和显示模块等一些终 端。
电池管理系统定义
普莱德
1.电池管理系统Pr—id—eBPMoSwer
（Battery Management System）
顾名思义，BMS是用来管理电池的，以便电 池能够维持更好的状态，稳定工作。
4
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
15
功能介绍
普 莱 3.电压、电流、温度采集 德
温度采集： Pride Power
热敏电阻：PTC/NTC
温度传感器：DS18B20
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
16
功能介绍
4.SOC估算 普 莱 德
SOC: State of chargPe.r荷id电e状P态o。wer
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
11
功能介绍
1.自诊断
普莱德
Pride Power
BMS的自诊断是指：BMS能主动检测系统内部的工作 状态，又称为自检功能。
BMS上电后，需要自检，确保BMS系统能正常工作。 运行过程中定时自检。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
<1% <±1 ℃
<8%
8.均衡电流： 9.温度范围： 10.动作响应时间：
<100mA -40~125 ℃
<100ms
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
10
电池管理系统定义
功能概述
普莱德
扩展得系B统MU采单用元主、从绝结P缘构r检i，d测e模单块P元o化w、设e数计r据。记由录BM单S元主等板构、成可，
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
24
项目介绍—BMS主板
普莱德
Prid分e析P处o理wer
单体最高、最低电压。 最高、最低温度。 SOC估算、绝缘电阻值， 电池系统状态。
接收BMU电压温度报 文。 电压、电流传感器数 据。 绝缘监测单元报文信 息。
2
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
普目莱录德
Pride Power
电
1. 电池管理系统定义。
池 管
2. 电池管理系统简介。
理
3. 电池管理系统结构。
系
4. 电池管理系统功能
统
5. 实物照片。
3
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
12
功能介绍
2.充放电控制 普 莱 德
Pride Power
2.1充放电最大允许电流。
2.2继电器的控制。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
13
功能介绍
普 莱 3.电压、电流、温度采集 德
电压采集：
Pride Power
LTC6802-2
普莱德
Pride Power
电池管理系统
研发部电气设计 陈秋婷(Judy) 1
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
前言
普 莱 德 随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益
严重，替代石油的P新r能id源e开P发o利w用er越来越被各国政
采集电池或电箱重要物理位置温度， 通过CAN发送至BMS主板
3.均衡功能
根据当前电池单体状态， 依据bms命令对电池单体进行均衡操作。
BMU功能 概述
单体电压精度: 0.25%。
模组电压检测时间 13ms。
均衡电流： 100mA。
最大单体压差： 200mV。
技术指标
根据电池数量灵活 选取型号搭建（最小 单元12路电压，六路 温度，采用级联扩展 方式）。 单片机集中处理电池 数据。 汽车级CAN通讯，抗 干扰能力强。
剩余电量的一个衡量指标 。
SOC = Ce ×100 % Ca
其中:Ce为剩余容量，Ca为可用容量。 计算方法一：安时积分法
0.5C Discharge and Different Current Charge Curve
t1
C0 +∫i(t)dt
SOC = t0 Ca
×100%
Voltage(V)
府所重视。
新能源体系中，电池系统是其中不可或缺的重 要组成部分，近年来，以锂电池为动力的EV和HEV 做为主力军得到国家大力支持，受到人们的关注， 成为全球电动汽车发展热点。
但由于锂电池各种不正常的使用可能导致电池 寿命缩短以致损坏，潜在安全性和可靠性危害等 因素。而电池管理系作为电池保护和管理的核心 部件，对电动汽车性能起着越来越关键的作用。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
23
功能介绍
普 莱 10.与整车和充电机通讯 德
报告电池系统的状P态ri和de获P取o整w车e或r 充电机信息。
11.电池保护
过压、欠压保护，过温、低温保护，过流保护等。
12.充放电次数、寿命
记录充放电循环次数。估算电池的使用寿命。 2000/360=5.55。
00000000001111111111222222222233333333334.........................................26012345678901234567890134578901234567890 0
0.5C Charge (25337mAh)
0.5C Discharge (25267mAh) 1C Charge (24904mAh)
数据记录作用： 分析电池运行数据，得出电池性能，验证SOC。 存储故障等发生的数据和分析原因。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
22
功能介绍
9.故障预警 普 莱 德
故障预警： Pride Power
监测各种故障，及时上报和预警。防止事故发生
技术特点
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
28
原理框图
项目介绍—BMU
普 莱 德实物图
Pride Power
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
技术指标
电流测量精度: 1%。 电流最大采样周期: 10ms SOC估算精度: 8% 单体电压循检周期:500ms
技术特点
数据汇总和分析快； 数据处理效率高。 大量历史数据存储。 多路CAN通讯，实时性 稳定性好。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
数据接收
功能概述
自检、控制 及报警
上电自检。 主接触器控制及反馈。 充电控制。 故障报警触发。
整车控制器。 充电桩。 终端显示设备。
通讯功能
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
25
项目介普绍莱—BM德S主板
Pride Power
BMS主板
锂电池特性
普莱德
优点：容量高、P便r宜id、e 寿Po命w长e~r~·······
缺点： 1、不能短路 2、不能过充 3、不能过放 4、不能过温
5
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
电池管理系统简介
普 莱 德 BMS是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。 二次电
各单元均基于can总线。可根据电池系统功能要求选用不 同的单元构成电池管理系统，以实现不同功能。
BMS主要功能
系统自诊断
充放电控制 2
1
电压、电流、温度检测
3
SOC估测 4
5 绝缘检测
热管理 6
主要功能
7 自动均衡
数据记录 8
9 故障预警
10
11 电池保护
整车、充电桩通讯
12
充放电次数累计、寿命估算
18
功能介绍
5.绝缘检测 普 莱 德
Pride Power
检测电池组总正总负与汽车底盘之间的绝缘电 阻值。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
19
功能介绍
6.热管理
普莱德
热管理功能是为了P确r保id电e 池Po包w内e温r度维持在一定的范
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
14
功能介绍
普 莱 3.电压、电流、温度采集 德
电流采集：
霍尔传感 器：
Pride Power
需要外接供电、价格 较贵，精度较高。
分流器：
价格便宜，不需要供 电。只能检测直流， 精度随温度变化大。
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
20
功能介绍
7.自动均衡 普 莱 德
均衡是为了实现各P单r体id电e 芯Po一w致e性r变化。
被动均 衡：
主动均 衡：
Copyright © 2010 Pride Power. All rights reserved.
21
功能介绍
8.数据记录 普 莱 德
Pride Power
数据记录方式： 上位机软件，PC记录数据。 BMS将数据写入存储卡内。