新能源汽车能源管理系统PPT课件

• （3）能量管理 在能量管理中，SOC、SOH、电 流、电压、温度等参数作为输入用来完成下列功 能：①用SOC，SOH和温度限制电池放电电流；② 控制充电过程，包括均衡充电。充放电过程的监 控和限制与电池种类、电池工艺关系很大。
• （4）热管理 热管理的功能是使电池单体温度 保持在合理的范围内并且要求均衡，对高温电池 实施冷却，在低温条件下对电池进行加热等。对 于大功率放电和高温条件下使用的电池，电池的 热管理功能更为重要。
• 能量传递路线：
• 一是由发电装置到车轮，
• 二是由蓄电池到车轮，
• 三是由发电装置到能量储存装置，
• 四是由车轮到能量储存装置（能量回收）。
二、纯电动汽车的能源管理系统
• 输入能源管理 系统电控单元 ECU的参数有 车辆运行状态 参数：行驶速 度、电动机功 率等；各电池 组的状态参数： 工作电压、放 电电流和电池 温度等；以及 车辆操纵状态： 制动、启动、 加速和减速等
• 纯电动汽车，能源转换装置组成:
•
由蓄电池、电动机/发电机、功率变换器及
动力传递装置等。
能源传递路线:
由蓄电池到车轮（行驶）
由车轮到蓄电池（能量回收）两条。
• 混合动力燃料电池汽车和混合动力电动汽车，能 量转换装置通常有发电装置（发动机/发电机或燃 料电池）、功率变换器、动力传递装置、能量储 存装置、充放电装置等。
（2）功能
• 1）动力电池组管理 监控动力电池组充电和放 电时的电压和电流、动力电池组的温度变化等。 通过显示装置来动态显示蓄电池在充电和放电工 作过程中的SOC的变化，避免动力电池组过充或过 放，保护蓄电池不受损害，保持电池组的最佳工 作状态。
• 2）单节电池管理 对单节电池动态电压和温升 的变化进行实时测量，对电池组中各个电池的不 一致性进行监控和管理，能够及时地发现和剔除 有性能缺陷的单体蓄电池。
• （5）通信功能 电池管理系统与车载设备或 非车载设备的通信也是重要功能之一。根据应用 需要，数据交换可采用不同的通信接口，如：模 拟信号、PWM信号、CAN总线或I2C串行接口。
• （6）安全管理 具体功能为：防止电池过热而 发生热失控；监测电池的电压、电流是否超过限 制；防止电池过度放电，尤其是防止个别电池单 体过度放电。
• 1．电池管理系统
• 主要包括： • 动力电池组管理系统 • 热（温度）管理系统 • 高压电线线路管理系统
• （1）动力电池组组成:
•
需要多节单体电池或多个蓄电池串联起来，
• 总电压:200~ 400V。
• 动力电池组管理系统一般采用微处理器通过 标准通信接口、CAN总线和控制模块等对动力电池 组进行管理。
• 3、电池SOC的估计和故障诊断
• 动力电池组管理系统应具有对SOC的显示功能
或汽车在线可行驶里程显示功能，SOC的误差＜8%， 配备故障诊断专家系统，可以早期预报动力电池 组的故障和隐患。具有自检和诊断功能，以及高 抗干扰能力。
• 4、电池的热管理系统
• 功能：
• 电池组温度过高时有效散热、低温条件下快速 加热、保证所有电池单体较好的温度一致性以及 有害气体产生时的有效通风。
• 功能：
• 能量管理系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。
电动汽车的能源管理系统与辅助装置
• 第一节 电动汽车的能源管理系统
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第二节 充电器
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第三Байду номын сангаас 电源变换装置
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第四节 电动汽车制动能量回收系统
• 第五节 燃料电池汽车氢安全系统
• 第六节 电动汽车的基础设施
• 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：
• 5、安全防护
• 动力电池组的总电压可以达到200~400V，高
电压应采取有效的隔离措施。一般要求将动力电 池组与乘坐区分离。汽车停止使用时，自动切断 电源，电动汽车发生碰撞或倾覆时，电池管理系 统应能立即切断电源并报警，不会发生电解液对 人体的伤害或引起火灾。
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。
• 图8-2 电动汽车电池管理 系统功能示意图
• （1）数据采集 电池管理系统的所有算法都以 采集的数据作为输入，采样速率、精度和前置滤 波特性是影响电池管理系统性能的重要指标。电 动汽车电池管理系统的采样速率一般要求大于 200HZ（50ms）。
• （2）电池状态估计 电池状态估计包括 SOC （state of charge）和 SOH（state of health） 两个方面。SOC告诉驾驶员电池的荷电量，以此可 以估计汽车还能行驶的里程；SOH告诉驾驶员电池 的寿命还有多久。SOC和SOH是进行能量管理的重 要参数。最常用的SOC估计方法是Ah计量结合效率 补偿的方法。
• 电动汽车的能源管理系统 、充电器、电源 变换装置和电动汽车制动能量回收系统
• 本章难点：电动汽车的能源管理系统 • 教学内容要点：
第一节 电动汽车的能源管理系统
• 定义：
• 电动汽车能源管理系统是对动力系统能源转
换装置的工作能量进行协调、分配和控制的软、 硬件系统。
一、概述
• 组成： • 硬件：传感器、ECU控制单元和执行元件。
• 软件系统主要是对传感器输送来的信号进行计 算处理，对能源转换装置的工作能量进行优化分析， 并向执行元件发出指令，控制其动作。
• 电动汽车能源管理系统的功用： • 是在满足汽车基本技术性能和成本等要求的
前提下，根据各部件的特性及汽车的运行工况， 使能量在各个能源转换装置之间按最佳路线流动， 从而达到最高的整车能源利用效率。 • • 各能源转换装置为: • 发动机、储能装置、电动机动力传递装置、功 率变换模块、发电机和燃料电池等。