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新能源汽車(chē)電池管理系統(tǒng)(BMS) 目前,鋰離子電池因具有高電荷密度和低重量而被證明是純電動(dòng)汽車(chē)最理想的動(dòng)力來(lái)源。由于鋰離子電池的尺寸很大,工作性質(zhì)上非常不穩(wěn)定。在加上都是單體電池組合而成,要想在任何情況下監(jiān)控其電壓和電流工作情況是非常困難的。為了解決這一困難就需要一個(gè)特殊的專(zhuān)用系統(tǒng),稱(chēng)為電池管理系統(tǒng)(BMS)。同樣為了從電池組獲得最大效率,應(yīng)該在相同的電壓下同時(shí)對(duì)所有電池完全充電和放電,這再次需要BMS的參與??上攵獩](méi)有BMS是絕對(duì)不行的。 電池管理系統(tǒng)(BMS) 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)可以被認(rèn)為是電池組的“大腦”,主要負(fù)責(zé)保護(hù)電池單元不受外界條件的影響。目前用于電動(dòng)汽車(chē)的領(lǐng)先電能存儲(chǔ)技術(shù)都是使用鋰離子作為動(dòng)力電池的。具有便攜性,高能量密度,低自放電和記憶效應(yīng)等特點(diǎn)。使該技術(shù)成為EV(電動(dòng)車(chē))和PHEV(插電式混合動(dòng)力汽車(chē))的理想解決方案。 目前動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)存在兩個(gè)主要問(wèn)題: ①過(guò)度充電會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱。 ②將它們放電到某個(gè)閾值以下會(huì)永久性地降低它們的容量;該閾值通常約為其總?cè)萘康?%。 由于電池是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)工作的,它們處在充電不足或過(guò)充電的狀態(tài)中工作,其中熱量起著基本作用;當(dāng)熱量增加時(shí),導(dǎo)體往往會(huì)增加其電阻,而相反,絕緣體會(huì)降低它們的電阻。 為了調(diào)節(jié)能量流,動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)的每個(gè)電池單元都具有兩個(gè)MOSFET(金氧半場(chǎng)效晶體管),用作根據(jù)電池的充電狀態(tài),電壓和溫度條件對(duì)其充電或放電的柵極。而動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)產(chǎn)生的脈沖可以打開(kāi)和關(guān)閉這些MOSFET(金氧半場(chǎng)效晶體管)。 MOSFET在其工作模式方面分為兩種類(lèi)型: MOSFET(金氧半場(chǎng)效晶體管) 增強(qiáng)模式 如果源極和漏極之間的導(dǎo)電性隨著柵極端子處施加的電壓的增加而增加,則稱(chēng)MOSFET具有增強(qiáng)模式。增強(qiáng)型MOSFET也稱(chēng)為OFF設(shè)備。它們僅在柵極端子處添加正電壓。 耗盡模式 如果器件的導(dǎo)電性隨著柵極端子處施加的電壓的增加而降低,則稱(chēng)MOSFET具有耗盡模式。耗盡模式通常稱(chēng)為ON設(shè)備,也就是說(shuō),當(dāng)向上施加的電壓為零時(shí)它們將導(dǎo)通。 電壓 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)負(fù)責(zé)測(cè)量每個(gè)電池單元的電壓,因?yàn)檫^(guò)壓或欠壓條件可能會(huì)導(dǎo)致電池的熱故障。使電池單元電壓保持在均勻狀態(tài)下是至關(guān)重要的,因此該系統(tǒng)的應(yīng)用有利于受損電池單元的“均衡電荷”。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),電力電子元件可用作傳感器,以幫助識(shí)別電池電壓的下降或增加,從而允許系統(tǒng)確定電池是否過(guò)壓或欠壓。 溫度 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)還負(fù)責(zé)測(cè)量電池組的溫度。如果檢測(cè)到過(guò)熱情況,控制系統(tǒng)可能會(huì)停止再生充電或減少電池組的功率消耗,以使單個(gè)電池溫度恢復(fù)到安全的操作范圍。 充電狀態(tài)(SOC) 動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)的另一個(gè)重要的能量管理功能是確定充電狀態(tài)(SOC),以確保所有電池均勻放電,并防止它們低于總?cè)萘康拈撝?。為此,BMS執(zhí)行稱(chēng)為“ 庫(kù)侖計(jì)數(shù) ” 的任務(wù),該任務(wù)確定每個(gè)電池單元中剩余的電量,并通過(guò)低EMI易受影響的接口將其傳送給控制器。 |
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