系统由主控模块BMU、采集均衡模块BSU、显示模块BDU组成。主控模块通过CAN接口与采集模块进行高速通信,BMU通过对电池组数据的实时采集分析,动态制定电池管理策略,(这就是各家技术差别的一个重要的方,软件的算法)通过热管理、主动均衡管理、充电管理、放电管理、边界管理等手段控制电池工作在合适的工况,同时与车辆VCU及充电机进行信息交换。
系统具有丰富的外部接口,能够满足多种场合的应用需求,这些接口包括:
电压采集输入接口、温度采集输入接口、风扇控制输出接口、加热控制输出接口、CAN2.0接口、USB接口、GPRS无线接口、干接点输出接口,开关量采集输入接口,电流高速采集输入接口、高压信号采集输入接口。
1、主动均衡技术
在串联成组的电池组系统中,整个电池组系统的容量由容量最小的单体决定,因此电池容量的一致性会影响整组电池的性能,导致电池组实际可用容量降低,电池均衡技术是解决以上问题的有效手段,常见的均衡方式有两种:能量耗散型单向均衡(被动均衡)和能量转移型双向均衡(主动均衡)。
(1)被动均衡
原理是在每串电池上并联一个可以开关的放电电阻,BMS控制放电电阻对电压较高的单体放电,电能以热的形式耗散掉,这种方式只能对电压高的单体放电,不能对容量低的单体进行补充电,受放电电阻功率限制,均衡电流一般较小。
(2)主动均衡
由BMS内部控制一个双向高频开关电源变换器,对电压较高的电池放电,放出的能量用来对电压较低的单体进行充电,能量主要是转移而不是耗散,能量损失较少,由于没有放电电阻功率的限制,均衡电流一般较大。
2、主动均衡技术主要特点
(1)均衡削高补低,提高电池组的使用效率:在充放电及静止过程中,均可以对电压高的电池放电,对电压低的电池充电;
(2)均衡低损耗能量转移:采用配对式充放电方式,放电电池的能量转移到充电电池中,损耗很低;
(3)均衡有效延长电池的使用寿命:采用了按需充电的模式,减少了电池过充或过放的次数,有效延长电池的寿命;
(4)均衡能力达到5A:采用大功率低损耗双向DC/DC变压器,均衡能力达到5A;(科列技术)
(5)CAN通讯:采用工业级CAN总线,通讯更稳定。
其他还有以下新型技术
3、无线传输技术
BMS远程监控系统采用高可靠工业级GPRS数据模块,基于先进云技术搭建的365天×24小时无线监控网络,可以对锂离子动力电池组进行远程监控和维护。
对于用户而言,基于云存储技术的无线监控系统,用户能随时了解电池的运行状况,还可根据需要远程调整电池组的运行参数下载历史运行数据,包括总电压、总电流、SOC、单体电压、电池温度、电池组漏电流等,帮助用户对动力电池进行精细化管理。
4、容量管理技术
在动力电池的使用过程中,如何充分发挥电池系统的动力性能、提高其使用安全性、避免电池过充和过放,从而延长电池的使用寿命BMS的主要功能之一,BMS可以对动力电池进行有效的容量管理,具体包括电池剩余容量(SOC)计算、电池健康状态(SOH)预测、电池可用功率(SOP)预测等,通过诊断终端可迅速选择和监测,帮助电池组发挥最佳运行状态。
5、高压绝缘监测
高压小电流是电动汽车常用的电池PACK方式,所以高压绝缘盒的安全非常重要。BMS产品内置高压安全管理单元,可实时检测最高达900V电池母线的绝缘状态,可迅速在线检测电池单极接地、双极接地、中间接地等漏电故障,强弱电之间加强绝缘设计,有力保障电池在分布式高压场合使用的安全性,确保车辆安全运行。具体而言从以下两方面解决了高压绝缘的问题:
(1)系统设计隔离安全:BMS弱电与高压电之间隔离;
(2)动力母线检测安全:采用可靠的接地检测方法,既不影响系统的接地电阻,又能随时监测漏电情况。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。