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磷酸鐵鋰電池組管理系統設計思路

為確保使用磷酸鐵鋰電池組使用的安全可靠性,研發制造電池組的協調管理系統是非常必要的,電池管理系統提供了一個與外部系統交互的接口,如充電電源,開關裝置,負載及數據顯示設備。

一個電池組管理系統會讓一群“啞巴”似的電芯轉變成為一個智能電池組。

汽車制造工廠及相關廠商的電動汽車快速發展都有得益于電池管理系統提供了更高的性能和更完善的功能。管理系統可以拆分成兩個科學,電池監控和電池控制;監控部分包括電壓和溫度的測量和電池平衡。這都是電池管理系統的基本屬性。

雖然磷酸鐵鋰電池在短路、過充、擠壓、針刺等條件測試下仍然是安全的,但是會對電池的循環壽命造成極大影響。磷酸鐵鋰電池生產工藝比較復雜.單體電池的一致性差異會比密封閥控鉛酸電池大,這就造成電池組在充電后期個別單體電池的電壓迅速上升,差異過大會嚴重影響電池使用壽命,為了避免以上現象的發生就需要用電他管理系統保障電池的安全可靠。

電池組管理系統(BatteryManagement System,即BMS),是電池組保護和管理的核心組成部分,不僅要保證電池安全可靠的使用.而且還要充分發揮電池的性能和延長使用壽命,作為通信用的后備電能,管理系統在高壓直流電源和電池之間起到一個橋梁作用。對電池組管理系統的要求必須符合通信電源供電系統的要求,所以電池管理系統的安全管理模式對電池的安全性至關重要。電池組管理系統主要包括數據采集單元、計算以及控制單元、均衡單元、控制執行單元和通信單元。架構圖如下:

磷酸鐵鋰電池組管理系統設計思路

1、電池組管理系統的基本作用

(1)監側單體電池的工作狀況,例如檢測每個單體電池的電壓、充放電電流、電池組的環境溫度等;

(2)保護電池,避免在極端的條件下發生電池壽命縮短和電池損壞。

2、電池管理系統的主要功能

(1)過壓保護

當單體電池充電電壓超過允許值時,立即停止充電,斷開充電設備與電池組的連接:

(2)過放報警

當單體電池放電電壓低于警告值時,發出報警提示;

(3)過放保護

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

(4)過流報警

當電池組輸人或者輸出的電流超過警告值時,發出報警提示;

(5)短路保護

當電池組發生短路時,立即停止放電,斷開用電設備與電池組的連接,并伴有報警提示;

(6)過溫報警

當電池溫度或環境溫度超過警告值時,發出報警提示:

(7)過溫報警

當電池溫度或環境溫度超過警告值時,發出報警提示。

(8)過溫保護

當檢測到環境溫度或電池組內部溫度超過保護值時,立即斷開充電或者用電設備與電池組的連接,并伴有報警提示。當環境溫度或電池組內部溫度恢復到允許值后,可通過手動或自動恢復對電池管理的功能,但不影響電池放電功能;

3、估測電池組 SOC

SOC(StateOf Charge,電池的荷電狀態),即電池剩余電量。保持SOC維持在合理的范圍內.防止由于過充或者過放對電池的損傷,隨時預報電池的剩余容量;

4、對電池組中的單體電他進行均衡

由于磷酸鐵鋰電池制造工藝復雜及鋰離子的相對活躍性,所以電池組中的單體電池電壓就存在不一致的現象。對電他組中的單體電池進行均衡充電,使電池組中單體電池都達到均衡一致的狀態,可以有效地延長電池組的使用壽命,大大提高電池組的上作效率(此功能可以根據用戶要求增減)。

5、并口通信

提供與基站監控系統進行通信的接口,傳輸和顯示電池組狀態、報警、SOC等信息,實現遠程監控和管理干預。

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