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研究周报|动力电瓶单体供应转向模组供应,解析电瓶管理系统的价值与实现

更新时间:2023-10-17 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在政府要强制推行油耗和新能源车辆积分并行管理的大背景下,大量车企都推出了新能源车辆开发上市计划,而且要持续上量。为了满足这一系列的计划,在PHEV(含EREV)、EV这几个领域上面,车辆企业须要用不同的新能源汽车组合去合乎新政规范、顺应市场需求并讨好消费者,这就须要对车型的核心指标(续航里程、百公里加速和充电速率)进行一些动态的配置和管理,并才能应对未来可能的电瓶供应商的转换。在这个过程上面,我们细致地来谈一谈做电瓶管理系统的价值,还有怎么去做电瓶管理系统。5tq物理好资源网(原物理ok网)

第一部份模组化供应5tq物理好资源网(原物理ok网)

简单而言,随着电动车辆行业的发展电池的串联和并联电路图,我国也可能与日本VDA一样,推出车辆用锂电池标准,电瓶单体和模组的标准化势在必行。通过对电瓶单体的串联、并联或串并联混和的形式,确保电瓶模块统一规格,并综合考虑电瓶本体的机械特点、热特点以及安全特点。在安装设计不变的情况下,按照不同的续航里程和动力要求,提供不同电瓶容量,以满足不同的需求。这些模块化应用,在单体、模组端都可实现大规模手动化生产,急剧减少生产成本,这就促使整个电瓶企业的供应都以模组为最小单元。5tq物理好资源网(原物理ok网)

模组化供应改变了原先的电瓶企业的建立形式,原先供应电瓶单体,车企须要从单体开始建立,整个BMS的拓扑结构都要按照电瓶大小来权衡选择,而在供应模组条件下,基本单元就弄成了模组小总成。5tq物理好资源网(原物理ok网)

在这个过程中,下一步的集成电瓶模块,则比传统电动车辆模块容纳更大容量电瓶组。往年电瓶模块通常由12个容量为2-3kWh电瓶组组成,如今开始往能容纳24个单体的6-8kWh电瓶组转向。这将在同样的电瓶空间内,提升电瓶容量,有效降低电动车辆续航。5tq物理好资源网(原物理ok网)

图1PHEV和EV模组5tq物理好资源网(原物理ok网)

软包的基本情况也是类似的,也开始往这个方向发展。5tq物理好资源网(原物理ok网)

图2软包的模组5tq物理好资源网(原物理ok网)

如图3所示,模组上面都是内嵌了LECU的功能,基本把模组气温采集和单体电流采集和电流保护给做掉了。5tq物理好资源网(原物理ok网)

采集单体电流:精度会影响单体差别性的比较5tq物理好资源网(原物理ok网)

串联和并联电池连接图_电池的串联和并联电路图_串联并联电池电路图解5tq物理好资源网(原物理ok网)

缺相和欠压的判断:这儿也是在下边可以完成的逻辑功能5tq物理好资源网(原物理ok网)

校准:通过单体累加和模组电流的判断,实现对整个功能的确诊处理5tq物理好资源网(原物理ok网)

图3LECU及其基本功能5tq物理好资源网(原物理ok网)

第二部份电瓶管理功能5tq物理好资源网(原物理ok网)

如前所述,因为供应模式的改变,电瓶管理功能也就须要匹配整个电瓶系统,底层的基本部件弄成了模组。这儿车辆企业面临的课题是:5tq物理好资源网(原物理ok网)

图4高压系统构架5tq物理好资源网(原物理ok网)

这样一来,整车企业对BMS的掌控需求就很显著了:5tq物理好资源网(原物理ok网)

图5电瓶管理系统内核5tq物理好资源网(原物理ok网)

这儿就区分成“可变部份”和“不可变部份”,其中共性的部份有:5tq物理好资源网(原物理ok网)

串联并联电池电路图解_串联和并联电池连接图_电池的串联和并联电路图5tq物理好资源网(原物理ok网)

1)电瓶参数测量:包括总电流、总电压、绝缘检查(检测短路)、碰撞检查等。5tq物理好资源网(原物理ok网)

2)故障确诊和容错运行5tq物理好资源网(原物理ok网)

3)熔断器控制5tq物理好资源网(原物理ok网)

可变的部份:5tq物理好资源网(原物理ok网)

1)热管理:5tq物理好资源网(原物理ok网)

图6液冷和水冷共用一套基础的BMU系统5tq物理好资源网(原物理ok网)

2)充电控制5tq物理好资源网(原物理ok网)

原先的电瓶管理系统的一种主要模式是监控电瓶系统在充电过程中的需求,负责整个电瓶系统的电压输入,包含常规充电和能量回收的管控。现今可变的部份是面向快充的设计,因为消费者的需求和实际的情况,这个地方也是处在挺高的变化区域。5tq物理好资源网(原物理ok网)

3)均衡管理:串联的电瓶包在实际使用过程中,每位串联的输出容量是不一样的。而电瓶,除了有过放电和过充电的限制,但是在不同水温和不同SOC下,输入和输出的功率也存在限制。也就是说,单个电瓶的限制,都会影响到整个电瓶。5tq物理好资源网(原物理ok网)

实际电瓶容量出现较大变化的时侯电池的串联和并联电路图,致使均衡能力定死的情况下,BMU下端须要给出不同的策略。5tq物理好资源网(原物理ok网)

所以,未来可能的变化是,电瓶管理系统产生上端和下端的分离,为了大量上项目,节省管理和变更管理,车辆厂内需要产生乙方中的甲方,专门做系统软件的那部份,来负责整个电瓶系统管理的核心算法和配置过程,她们负责设置电瓶的保护和使用阀值,对整个汽车的可用性和售后负责。整个BMS管理的硬件,倒是和车企也没有关系,这儿须要特别好的软硬件插口文件,否则极易出错。我们未来掌控的事也挺有限的。5tq物理好资源网(原物理ok网)

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