磷酸鐵锂電池组管理系统设计思路
爲確保使用磷酸鐵锂電池組使用的安全可靠性,研發制造電池組的協調管理系統是非常必要的,電池管理系統提供了一個與外部系統交互的接口,如充電電源,開關裝置,負載及數據顯示設備。
一個電池組管理系統会让一群“哑巴”似的电芯转变成为一個智能电池组。
汽車制造工廠及相關廠商的電動汽車快速發展都有得益于電池管理系統提供了更高的性能和更完善的功能。管理系統可以拆分成兩個科學,電池監控和電池控制;監控部分包括電壓和溫度的測量和電池平衡。這都是電池管理系統的基本屬性。
虽然磷酸鐵锂電池在短路、过充、挤压、针刺等条件测试下仍然是安全的,但是会对电池的循环寿命造成极大影响。磷酸鐵锂電池生产工艺比较复杂.单体电池的一致性差异会比密封阀控铅酸电池大,这就造成电池组在充电后期个别单体电池的电压迅速上升,差异过大会严重影响电池使用寿命,为了避免以上现象的发生就需要用电他管理系统保障电池的安全可靠。
電池組管理系統(BatteryManagement System,即BMS),是电池组保护和管理的核心组成部分,不仅要保证电池安全可靠的使用.而且还要充分发挥电池的性能和延长使用寿命,作为通信用的后备电能,管理系统在高压直流电源和电池之间起到一個桥梁作用。对電池組管理系統的要求必须符合通信电源供电系统的要求,所以电池管理系统的安全管理模式对电池的安全性至关重要。電池組管理系統主要包括数据采集单元、计算以及控制单元、均衡单元、控制执行单元和通信单元。架构图如下:


1、電池組管理系統的基本作用
(1)監側單體電池的工作狀況,例如檢測每個單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環境溫度等;
(2)保護電池,避免在極端的條件下發生電池壽命縮短和電池損壞。
2、電池管理系統的主要功能
(1)過壓保護
當單體電池充電電壓超過允許值時,立即停止充電,斷開充電設備與電池組的連接:
(2)過放報警
當單體電池放電電壓低于警告值時,發出報警提示;
(3)過放保護
當單體電池放電電壓低于保護值時,立即停止放電,斷開用電設備與電池組的連接,並伴有報警提示;
(4)過流報警
當電池組輸人或者輸出的電流超過警告值時,發出報警提示;
(5)短路保護
當電池組發生短路時,立即停止放電,斷開用電設備與電池組的連接,並伴有報警提示;
(6)過溫報警
當電池溫度或環境溫度超過警告值時,發出報警提示:
(7)過溫報警
當電池溫度或環境溫度超過警告值時,發出報警提示。
(8)過溫保護
當檢測到環境溫度或電池組內部溫度超過保護值時,立即斷開充電或者用電設備與電池組的連接,並伴有報警提示。當環境溫度或電池組內部溫度恢複到允許值後,可通過手動或自動恢複對電池管理的功能,但不影響電池放電功能;
3、估测电池组 SOC
SOC(StateOf Charge,电池的荷电状态),即电池剩余电量。保持SOC维持在合理的范围内.防止由于过充或者过放对电池的损伤,随时预报电池的剩余容量;
4、對電池組中的單體電他進行均衡
由于磷酸鐵锂電池制造工艺复杂及锂离子的相对活跃性,所以电池组中的单体电池电压就存在不一致的现象。对电他组中的单体电池进行均衡充电,使电池组中单体电池都达到均衡一致的状态,可以有效地延长电池组的使用寿命,大大提高电池组的上作效率(此功能可以根据用户要求增减)。
5、並口通信
提供與基站監控系統進行通信的接口,傳輸和顯示電池組狀態、報警、SOC等信息,實現遠程監控和管理幹預。
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