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【干货】解析电池管理系统的价值与实现

来源:新能源汽车网
时间:2017-05-03 06:31:37
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【干货】解析电池管理系统的价值与实现在政府要强制实行油耗和新能源汽车积分并行管理的大背景下,大量车企都推出了新能源汽车开发上市计划,并且要持续上量。为了满足这一系列的计划,在PHE

在政府要强制实行油耗和新能源汽车积分并行管理的大背景下,大量车企都推出了新能源汽车开发上市计划,并且要持续上量。为了满足这一系列的计划,在PHEV(含EREV)、EV这几个领域里面,汽车企业需要用不同的新能源车辆组合去合乎政策规范、顺应市场需求并迎合消费者,这就需要对车型的核心指标(续航里程、百公里加速和充电速度)进行一些动态的配置和管理,并能够应对未来可能的电池供应商的转换。在这个过程里面,我们细致地来谈一谈做电池管理系统的价值,还有如何去做电池管理系统。

第一部分 模组化供应

简单而言,随着电动汽车行业的发展,我国也可能与德国VDA一样,推出汽车用锂电池标准,电池单体和模组的标准化势在必行。通过对电池单体的串联、并联或串并联混合的方式,确保电池模块统一尺寸,并综合考虑电池本体的机械特性、热特性以及安全特性。在安装设计不变的情况下,根据不同的续航里程和动力要求,提供不同电池容量,以满足不同的需求。这种模块化应用,在单体、模组端都可实现大规模自动化生产,大幅降低生产成本,这就使得整个电池企业的供应都以模组为最小单元。

模组化供应改变了原来的电池企业的构建方式,原来供应电池单体,车企需要从单体开始构建,整个BMS的拓扑结构都要根据电池大小来权衡选择,而在供应模组条件下,基本单元就变成了模组小总成。

在这个过程中,下一步的集成电池模块,则比传统电动汽车模块容纳更大容量电池组。以往电池模块一般由 12 个容量为 2-3kWh 电池组组成,现在开始往能容纳 24 个单体的 6-8kWh 电池组转向。这将在同样的电池空间内,提高电池容量,有效增加电动汽车续航。

动力电池单体供应转向模组供应,解析电池管理系统的价值与实现

图1 PHEV和EV 模组

软包的基本情况也是类似的,也开始往这个方向发展。

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图2 软包的模组

如图3所示,模组里面都是内嵌了LECU的功能,基本把模组温度采集和单体电压采集和电压保护给做掉了。

·单体电压测量和电压监控:单体的电压的采集和保护,这个功能是下放到底层的。这里分为:

采集单体电压:精度会影响单体差异性的比较

过压和欠压的判别:这里也是在底下可以完成的逻辑功能

校验:通过单体累加和模组电压的判别,实现对整个功能的诊断处理

·电池温度:现在通常在一个模组内放置2-4个温度点来采集母线焊接温度、模组内电池温度差异

·通信和信号:把温度、电压信息传送出去,还有把基本的单体过压欠压发送出去

·均衡的实际控制:主要包含实际的电路

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图3 LECU及其基本功能

第二部分 电池管理功能

如前所述,由于供应模式的改变,电池管理功能也就需要匹配整个电池系统,底层的基本部件变成了模组。这里汽车企业面临的课题是:

·整车动力系统的需求差异:根据不同车辆的实际构型的需求,对电池的放电能力和功率特性有不同的要求

·充电特性:根据使用的实际情况,可以对充电的特殊需要做定制

·区域使用特性:根据车辆使用区域环境的不同,甚至需要对不同的热管理特性进行配置

·模组的差异,可能根据整车的需求不同,需要对单体的化学体系进行切换

动力电池单体供应转向模组供应,解析电池管理系统的价值与实现

图4 高压系统架构

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