二、比亚迪纯电动汽车电池组电池管理系统
2.1 E6纯电动汽车电池组
E6纯电动汽车采用磷酸锂钻铁电池,也是锂电池的一种,它布置在汽车底部,由90个单体电池组成,总电压为307V,电池容量达220A·h,能够使续驶里程达到300km。
2.2纯电动汽车电池管理系统BMS
(1)电池管理系统的作用电池管理系统主要有以下作用。
①电池温度控制汽车动力电池采用大容量单体电池容易发生过热,从而影响电池的安全和性能,必须监测和控制温度。
②保持电池组电压和温度的平衡因为电池正负极材料和电池制造水平的差异,调查组各单体电池之间尚无法达到性能的完全一致,在通过串并联方式组成大功率、大容量动力电池组后,苛刻的使用条件也容易诱发局部偏差,从而引发安全问题。所以,为保证电池性能良好,延长电池使用寿命,必须使用BMS对电池组进行合理有效管理及控制。
③防止电池过充过放串联的电池组充电/放电时,部分电池可能先于其他电池充满/放完。继续充电/放电就会引起过充/过放,电池的内部副反应将导致电池容量下降、热失控或者内部短路等问题。电池老化、低温等情况,都会导致部分电池的电流超过其承受能力,
降低电池的寿命。
④防止电池短路或者漏电由于振动、湿热、灰尘等因素造成电池短路或漏电,威胁驾乘人员的人身安全。
⑤预测电池的SUC和剩余行驶里程SOC是指电池的荷电(存电)状态,可以估算出电动汽车的剩余行驶里程,以帮助驾驶人提早做好准备。
(2)电池管理系统结构电池管理系统结构如图21所示,它包括多个处理模块,如数据采集模块、SOC估算模块、电气控制模块、安全管理模块、热管理模块、数据通信和显示模块等。
(3)电池管理系统工作原理BMS动态监测动力电池组的工作状态,实时采集每块电池的端电压与温度、充放电电流及电池包总电压,估算出各电池的荷电状态(SOC、安全状态(SOH)以及电化学状态(SOE)。然后通过控制其他器件,避免电池产生过充电或过放电现象,同时能够及时给出电池状况,找出故障电池所在箱号内位号,挑选出有问题的电池,保持整组电池运行的可靠性及高效性。另外,MBS还需要设定面向用户端的显示,将估算的剩余电量换算成可行驶里程,同时还应有自动报警和故障诊断功能,便于驾驶人操作和处理。BMS的主要工作原理可简单归纳为,数据采集电路首先采集电池状态信息数据,然后由电子控制单元ECU进行数据处理和分析,最后根据分析结果对系统内的相关功能模块和执行部件发出控制指令,并且向外界传递信息,见表1。
(4)比亚迪纯电动汽车电池管理系统如图22所示,比亚迪纯电动汽车电池管理系统布置在发动机室上部,同时还有动力配电箱与其配合,利用配电箱对电池包体中巨大的能量进行控制,它相当于一个大型的电闸,利用继电器的吸合来控制电流通断,将电流进行分流。关键零部件为继电器,为了控制如此大的电流通过整车,需要通过若干个继电器的并联工作。