磷酸鐵鋰離子電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了保證磷酸鐵鋰離子電池的安全性和可靠性，要開發(fā)和制造一個(gè)電池組的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)供應(yīng)了與外部系統(tǒng)(如充電電源、開關(guān)設(shè)備、負(fù)載和數(shù)據(jù)顯示設(shè)備)交互的接口。

一個(gè)電池管理系統(tǒng)把一堆啞電池變成智能電池。

電動(dòng)汽車在汽車制造廠和相關(guān)制造商中的快速發(fā)展得益于電池管理系統(tǒng)供應(yīng)的更高的性能和更好的功能。管理系統(tǒng)可分為電池監(jiān)控和電池控制兩大類;監(jiān)測部分包括電壓和溫度測量以及電池平衡。這些是電池管理系統(tǒng)的基本屬性。

雖然磷酸鐵鋰離子電池在短路、過充、擠壓、針刺等情況下仍然是安全的，但它會(huì)極大地影響電池的循環(huán)壽命。磷酸鐵鋰離子電池生產(chǎn)工藝復(fù)雜。單體電池的一致性差異大于密封閥控鉛酸電池,這可以使個(gè)人的電池組充電后期單體電池電壓迅速上升,差異會(huì)嚴(yán)重影響電池的使用壽命,為了防止上述現(xiàn)象要電力管理系統(tǒng),確保電池安全可靠。

電池管理系統(tǒng)(電池管理系統(tǒng)，即BMS)和電池組是保護(hù)和管理的核心部分，不僅保證了電池的安全可靠使用。而且還能充分發(fā)揮電池的性能和延長使用壽命，作為備用電源，在高壓直流電源和電池管理系統(tǒng)之間的通信起著橋梁用途。電池管理系統(tǒng)必須滿足通信電源系統(tǒng)的要求，因此電池管理系統(tǒng)的安全管理模式對(duì)電池的安全非常重要。電池管理系統(tǒng)重要包括數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算與控制單元、平衡單元、控制執(zhí)行單元和通信單元。體系結(jié)構(gòu)示意圖如下:

磷酸鐵鋰離子電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.電池管理系統(tǒng)的基本功能

(1)監(jiān)控單體電池的工作狀態(tài)，如檢測單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環(huán)境溫度;

(2)保護(hù)電池，防止極端情況下電池壽命縮短和電池?fù)p壞。

2.電池管理系統(tǒng)的重要功能

(1)過電壓保護(hù)

當(dāng)單個(gè)電池充電電壓超過允計(jì)值時(shí)，立即停止充電，斷開充電裝置與電池組的連接:

(2)過量放電警報(bào)

當(dāng)單體電池放電電壓低于警告值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

(3)過量放電保護(hù)

當(dāng)單體電池放電電壓低于保護(hù)值時(shí)，立即停止放電，斷開電氣設(shè)備與電池組的連接，并伴有報(bào)警提示;

(4)過電流報(bào)警

當(dāng)電池的輸入或輸出電流超過警告值時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)。

(5)短路保護(hù)

當(dāng)電池發(fā)生短路時(shí)，立即停止放電，斷開電氣設(shè)備與電池的連接，并報(bào)警提示;

(6)溫度過高報(bào)警

當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過警戒值時(shí)，報(bào)警:

(7)溫度過高報(bào)警

當(dāng)電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時(shí)，發(fā)出警報(bào)。

(8)超溫保護(hù)

當(dāng)環(huán)境溫度或電池內(nèi)部溫度超過保護(hù)值時(shí)，立即斷開充電或電器與電池組的連接，并伴有報(bào)警提示。當(dāng)環(huán)境溫度或電池內(nèi)部溫度恢復(fù)到允許值時(shí)，可以手動(dòng)或自動(dòng)恢復(fù)電池管理功能，不影響電池放電功能。

3.估計(jì)電池SOC

荷電狀態(tài)，即電池剩余電量。保持SOC在合理范圍內(nèi)，防止電池因過充或過放電而損壞，隨時(shí)預(yù)測電池剩余容量;

4.平衡單體電池

由于磷酸鐵鋰離子電池制造工藝復(fù)雜，鋰離子相對(duì)活性大，所以電池組中單個(gè)電池電壓不一致。