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教你设计方案动力锂电池系统软件

教你设计方案动力锂电池系统软件

来源:
2021/08/26 14:31
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【摘要】:

系统是一种为电动汽车提供动力的能量存储设备,由一个或多个电池组和电池处理系统组成。
电力系统规划应以满足车辆的电力需求为基础。

一个典型的动力锂电池系统

由于电动汽车的结构类型和操作方式不同,动力锂电池的功能要求也不尽相同。
纯电动汽车的驾驶完全依赖于电池系统的功率。
电池系统的容量越大,行驶时间越长,但电池系统的体积和组成也越大。
虽然混合动力汽车的容量要求低于纯电动汽车,但应能在一定时间内提供较大的瞬时功率。
串联和并联混合动力汽车对电池系统的要求是不同的。

蓄电池与动力系统规划的一般流程如下:(1)先识别车辆规划要求(2)再识别车辆动力与能源要求(3)选择合适的电池匹配(4)识别电池模块结构组合方法(5)识别电池与热处理
加工系统规划系统规划要求(6)仿真与测试。

动力锂电池系统作为电动汽车的重要组成部分,下面首先根据其详细的结构和功能来谈谈规划要求。
它分为四个重要部分:电池模块、电池处理系统、热处理系统、机电系统。

1. 
电池模块的结构和规划

动力锂电池模块是指通过串并联组合,保护线路板和外壳,直接提供电能的动力锂电池单体的组合。
它是电池系统的二次结构之一。
动力锂电池单体是电池,按正极材料分为锂钴酸、锂锰酸、锂铁磷酸和锂镍钴锰酸三种材料。

按胞体结构形状分为圆柱胞体、方形胞体和软包装三种。
他们的优点和缺点也很明显。
电池的功能在一定程度上决定了电池模块的功能,从而影响整个动力锂电池系统的功能。
因此,在规划动力锂电池系统时,一定要根据车辆的规划要求来选择电池的材料和形状。

首先,电池系统的容量是由电动汽车的功率需求和各种高压电机元件的功耗、时间和工作温度决定的。
在设计电池模块时应考虑电池的特性。
因为动力电池的输出/输入在不同的温度下会发生变化。
容量和输出功能会随着时间的推移而退化。
一旦规划失败,电池的功能和选择就不满足低温加速爬升功能,电池老化也会影响系统功能。
电池模块由多个电源单元串并联组成,包括单个电源单元、固定结构、电气连接装置、温度传感器和电压检测线缆。

动力锂电池系统结构规划流程(电池→模块→系统)

根据车辆规划的要求对电池模块进行规划时,应考虑以下几个方面:

电池组的固定连接方式应根据动力锂电池系统规划的所有要求,并根据所选择的电池结构形状确定。

电池模块设备对密封性要求适中,各结构部件有足够的强度,以防止电池内外受力造成变形或损坏。

电池蓄电池和电池模块应有专门的固定设备,结构紧凑,并根据电池盒的散热情况设置通风散热通道。

蓄电池间的导电连接距离应尽量短,连接应牢固有弹性。
每个导电连接的导电性应满足电气设备的最大过流。

充分考虑蓄电池串、并联高压连接的绝缘保护问题,如绝缘间隙、爬电距离等。

2. 
电池处理系统规划

电池处理系统(BMS),管理系统,每个单体电池第一次发现在电池状态和电池状态的条件下,根据电池(组)的条件对电池(组)的正确操作进行战略调整,
能够承受上控模块的控制信息并做出必要的响应,结束动力锂电池的充放电过程(组),确保动力锂电池系统安全稳定运行。

电池处理系统

电池加工系统规划包括软件规划和硬件规划。
硬件主要由数据采集单元(采集模块)、中央处理单元(主控模块)、显示单元、平衡单元检测模块(电流传感器、电压传感器、温度传感器、检漏)、控制元件(保险丝、继电器)、
中央处理单元由高压控制回路和主控板组成。
数据采集单元由温度采集模块和电压采集模块组成。
通常采用CAN现场总线技术来完成彼此之间的信息通信。

电池处理系统的拓扑结构

动力电池处理系统中的软件规划功能一般包括电压检测、温度采集、电流检测、绝缘检测、SOC预算、CAN通信、放电平衡功能、系统自检功能、系统检测功能、充电处理、热处理、
硬件规划为软件规划功能提供支持,如单片机模块采集分析数据,接收控制信号;电流检测模块采集电池组的充放电电流。

3.
热处理系统规划

当车辆处于不同的运行工况时,电池系统由于自身的内阻,在输出功率、电能和一定的热量时,则热量的积累使电池的温度升高,不同的空间布置使电池的温度不一致。
当电池温度超过正常工作温度范围时,限制功率运行;
否则会影响电池寿命。
为了保证电池系统的电气功能和寿命,在整车动力锂电池系统的总体规划中有一个热处理系统,该系统主要由电池箱、传热介质、监控设备等部件组成。

从动力锂电池系统的结构可以看出,热处理系统的设计应考虑单体电池和电池模块的结构。
因此,在电池系统的整体规划中,有必要考虑电池和模块温度环境的影响。
在规划电池热处理系统时,总体规划要求如下:

含义电池满电运行时的温度范围。
含义电池低功耗运行时的工作范围。
具有启动功能要求和电池绝缘功能。

电池冷热功能:电池系统需求规划,能在低温下快速升温,满足车辆大功率、高能量的要求。
也许汽车热处理系统应该选择空调系统或发动机冷却水,使电池系统保持在最佳的工作温度范围内。
而选择自动加热模式或强制加热模式和强制冷却模式时,功率会有很大的不同。

制冷和加热的方法,如空气冷却或液体冷却。
应考虑空冷和液冷系统的优缺点。

空冷结构和液冷结构示意图

4. 
机电系统规划

机电系统主要包括高压系统、电池盒、线束、机械连接器等。

电气系统规划首先涉及到高压部分,高压系统重要的是由继电器、电流传感器、电阻和熔断器组成。
在规划高压系统时,要考虑电源和输出之间的平衡。
电动汽车的动力侧是驱动电池,混合动力车和插电式混合动力车是指驱动电池和发动机产生的动力。
对车辆的需求随车辆状况和驾驶状况而变化。
输出端是指由高压电力驱动的机器

 

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