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磷酸铁锂电池组设计思路和电池管理系统

磷酸铁锂电池组设计思路和电池管理系统

来源:
2021/05/18 14:42
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【摘要】:

  磷酸铁管理系统设计

  为了保证锂离子磷酸铁电池的安全性和可靠性,需要开发和制造一套电池组协调管理系统。电池管理系统提供与外部系统(如充电电源、开关柜、负载和数据显示设备)交互的接口。

  一个电池管理系统把一堆愚蠢的电池变成。

  电动汽车在汽车制造商和相关制造商的快速发展,是由于电池管理系统提供了更高的性能和更好的功能。该管理系统可分为两类:电池监控和电池控制。监控部分包括电压和温度测量以及电池平衡。这些是电池管理系统的基本属性。

  锂离子磷酸铁电池虽然在短路、过充、挤压、针刺等情况下仍是安全的,但会极大地影响电池的循环寿命。磷酸铁锂电池的生产工艺复杂。单电池的一致性差异大于密封阀控铅酸电池,使单电池的电压在充电后期迅速上升时期个人的电池组,差异会严重影响电池的使用寿命。为了防止上述现象,应采用电源管理系统,以确保电池的安全性和可靠性。

  电池管理系统(BMS)和电池组是保护管理的核心部分,不仅保证了电池的安全可靠使用。充分发挥电池的性能,延长电池的使用寿命。作为备用电源,它在高压直流电源和电池管理系统之间的通信中起着桥梁作用。电池管理系统必须满足通信电源系统的要求,因此电池管理系统的安全管理模式对电池安全至关重要。电池管理系统包括数据采集单元、计算与控制单元、平衡单元、控制执行单元和通信单元。架构图如下:

  磷酸铁锂电池管理系统设计

  1. 电池管理系统的基本功能

  (1)监测单体电池工作状态,如检测单体电池电压、充放电电流、电池组环境温度等;

  (2)保护电池,防止电池寿命缩短,极端情况下电池损坏。

  2. 电池管理系统的重要功能

  (1)过电压保护

  当单个电池充电电压超过允许值时,立即停止充电,断开充电装置与电池组的连接:

  (2)放电过大报警

  当单体电池放电电压低于告警值时,发出告警信号。

  (3)过量放电保护

  当单体电池放电电压低于保护值时,立即停止放电,断开电气设备与电池组之间的连接,并有报警提示;

  (4)过流报警

  当电池的输入或输出电流超过警示值时,将发出警报。

  (5)短路保护

  当蓄电池短路时,立即停止放电,断开电气设备与蓄电池之间的连接,并报警;

  (6)温度过高报警

  当电池温度或环境温度超过警告值时,发出告警:

  (7)高温报警

  当电池温度或环境温度超过警告值时,发出警报。

  (8)过热保护

  当环境温度或电池内部温度超过保护值时,应立即断开充电或电器与电池组的连接,并伴有报警提示。当环境温度或电池内部温度恢复到允许值时,可以手动或自动恢复电池管理功能,不影响电池放电功能。

  3.估计电池SOC

  电量状态,也就是剩余电量。将电池荷电状态保持在合理范围内,防止电池因过充或过放电而损坏,并随时预测电池的剩余容量;

  4. 平衡电池

  由于锂离子磷酸铁电池制造工艺复杂,且锂离子活性较高,导致电池组中单个电池的电压不一致。

 

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