磷酸鐵鋰離子電池管理系統(tǒng)設計

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

一個電池管理系統(tǒng)把一堆啞電池變成智能電池。

電動汽車在汽車制造廠和相關制造商中的快速發(fā)展得益于電池管理系統(tǒng)供應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,這可以使個人的電池組充電后期單體電池電壓迅速上升,差異會嚴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。體系結構示意圖如下:

磷酸鐵鋰離子電池管理系統(tǒng)設計

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)保護電池，防止極端情況下電池壽命縮短和電池損壞。

2.電池管理系統(tǒng)的重要功能

(1)過電壓保護

當單個電池充電電壓超過允計值時，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

當單體電池放電電壓低于警告值時，發(fā)出報警信號。

(3)過量放電保護

當單體電池放電電壓低于保護值時，立即停止放電，斷開電氣設備與電池組的連接，并伴有報警提示;

(4)過電流報警

當電池的輸入或輸出電流超過警告值時，會發(fā)出警報。

(5)短路保護

當電池發(fā)生短路時，立即停止放電，斷開電氣設備與電池的連接，并報警提示;

(6)溫度過高報警

當電池溫度或環(huán)境溫度超過警戒值時，報警:

(7)溫度過高報警

當電池溫度或環(huán)境溫度超過警告值時，發(fā)出警報。

(8)超溫保護

當環(huán)境溫度或電池內(nèi)部溫度超過保護值時，立即斷開充電或電器與電池組的連接，并伴有報警提示。當環(huán)境溫度或電池內(nèi)部溫度恢復到允許值時，可以手動或自動恢復電池管理功能，不影響電池放電功能。

3.估計電池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，隨時預測電池剩余容量;

4.平衡單體電池

由于磷酸鐵鋰離子電池制造工藝復雜，鋰離子相對活性大，所以電池組中單個電池電壓不一致。