电池管理系统

知识点三、电池管理系统

电池管理系统是能量管理系统的一个子系统。它通过实时检测和估算电池状态,包括外电压、温度、电流、直流内阻、极化电压、SOC、最大可用容量、老化程度以及一致性等,并据此提供电池组的优化使用方法,既防止电池组出现不合理使用,保障其使用的安全性和长寿命,又能最大限度地发挥其性能,提高车辆运行效率、驾驶的舒适性,实现电池容量和能量利用的高效性。电动汽车电池携带的能量是有限的,也是非常宝贵的。为了增加电动汽车的续航里程,对电池系统进行全面有效的管理是十分重要的。蓄电池管理系统在汽车运行过程中需要完成的任务多种多样。其主要任务是保持电动汽车蓄电池性能良好,并优化各蓄电池的电性能和保存、显示测试数据等,见表8-1。

表8-1　蓄电池管理系统的主要任务

1.防止蓄电池过充电

在充电期间,蓄电池管理系统应能连续测量电池组的各个蓄电池的电压、温度等参数,并能根据检测到的充电状态、电池的电压、温度等参数,调整充电参数,控制充电器,并尽量使所有蓄电池的状态一致,在充电过程结束时,应能及时停止充电,防止电池过充电。

2.防止蓄电池过放电

蓄电池过度放电将导致使用寿命缩短。因此,在放电期间,蓄电池管理系统应能检测电池的放电状态,并控制蓄电池的放电过程,在每个蓄电池深度放电之前,停止放电过程,避免电池的过放电,使电能达到最佳利用。在放电结束时,蓄电池管理系统给出电动机控制单元的最大放电电流的参考值,使蓄电池的电压保持在正常的范围内。

3.温度控制及平衡

蓄电池的充电容量对温度特别敏感,电池组的各蓄电池应有相同的温度。因此,温度平衡系统便成了蓄电池管理系统的一部分。蓄电池管理系统应能测量各蓄电池的温度,并能通过加热和制冷方式控制蓄电池温度。

4.能量系统信息提示

在电动汽车行驶中,为了使驾驶员能及时了解汽车可行驶的极限里程数和充电所需的时间等,蓄电池管理系统应能检测蓄电池的剩余容量等,并显示能量系统的有关信息。对汽车用电系统进行管理,以达到电能的合理分配和使用,最终实现节能、增加续航里程的目的。

5.电池状态测试及显示

为了保持蓄电池的优良性能,蓄电池管理系统应实时检测电池状态。根据驱动系统性能、电池温度、使用的时间等预测和显示剩余容量;提供蓄电池性能参数,存储整个过程中的数据并传给控制计算机;可对获得的蓄电池信息进行分析,提供电池的诊断、故障分析信息,以便于及时维护和更换。检测所有特性参数,为发现较差的蓄电池提供信息,便于早期发现容量已衰减的电池并得到及时维护,对于电池不一致性严重的产品,这种功能非常重要。