1、It is applicable to work report,lecture and teaching电动汽车电池(dinch)管理系统BMS第一页，共66页。引入引入v电池管理系统电池管理系统(Battery Management System，BMS)是用来对蓄电池组进行安全监是用来对蓄电池组进行安全监控及有效控及有效(yuxio)管理，提高蓄电池使用效率管理，提高蓄电池使用效率的装置。对于电动车辆而言，通过该系统对电池的装置。对于电动车辆而言，通过该系统对电池组充放电的有效组充放电的有效(yuxio)控制，可以达到增加控制，可以达到增加续驶里程，延长使用寿命，降低运行成本的目的续驶里程
2、，延长使用寿命，降低运行成本的目的，并保证动力电池组应用的安全性和可靠性。动，并保证动力电池组应用的安全性和可靠性。动力电池管理系统已经成为电动汽车不可缺少的核力电池管理系统已经成为电动汽车不可缺少的核心部件之一。本章将重点介绍动力电池管理系统心部件之一。本章将重点介绍动力电池管理系统的构成、功能和工作原理。的构成、功能和工作原理。第二页，共66页。目录目录(ml)第第2 2章章 电动汽车动力电池基本知识电动汽车动力电池基本知识 第第3 3章章 铅酸动力电池及其应用铅酸动力电池及其应用 第第4 4章章 碱性动力电池及其应用碱性动力电池及其应用 第第5 5章章 锂离子动力电池及其应用锂离子动力电
3、池及其应用 第第6 6章章 用于电动汽车的其他动力源用于电动汽车的其他动力源 第第1 1章章 电动汽车与动力电池发展历程电动汽车与动力电池发展历程 第第7 7章章 电动汽车电源管理系统电动汽车电源管理系统第三页，共66页。本章本章(bn zhn)学习目标学习目标v1.掌握动力电池管理系统的功能掌握动力电池管理系统的功能v2.掌握动力电池管理系统电压、电流、温度等参掌握动力电池管理系统电压、电流、温度等参数采集数采集(cij)方法方法v3.掌握动力电池电量管理、电安全管理、均衡管掌握动力电池电量管理、电安全管理、均衡管理、热管理等的实现方法理、热管理等的实现方法第四页，共66页。第第7 7章章
4、电动汽车电源管理系统电动汽车电源管理系统7.17.1动力电池管理系统功能及参数采集动力电池管理系统功能及参数采集(cij)(cij)方法方法7.2 7.2 动力动力(dngl)(dngl)电池电量管理系统电池电量管理系统7.3 7.3 动力电池的均衡管理动力电池的均衡管理7.4 7.4 动力电池的热管理动力电池的热管理7.5 7.5 动力电池的电安全管理及数据通讯动力电池的电安全管理及数据通讯第五页，共66页。7.1 7.1 动力电池管理系统功能及参数动力电池管理系统功能及参数(cnsh)(cnsh)采集方法采集方法掌握单体电压采集方法2掌握电池温度采集方法3掌握电池电流采集方法4能够正确分析
5、各种参数采集法优缺点5掌握电池管理系统的功能1第六页，共66页。电池电池(dinch)管理系统的功能管理系统的功能v数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理数据采集、电池状态计算、能量管理、安全管理、热管理、均衡控制、热管理、均衡控制(kngzh)、通信功能和人、通信功能和人机接口机接口第七页，共66页。单体单体(dn t)电压采集方法电压采集方法v(1)继电器阵列法继电器阵列法v组成：端电压传感器、继电器阵列、组成：端电压传感器、继电器阵列、A/D转换转换(zhunhun)芯片、光耦、多路模拟开关芯片、光耦、多路模拟开关v应用特点：所需要测量的电池单体电压较高而且应用特点：所需要测量的电池
6、单体电压较高而且对精度要求也高的场合使用对精度要求也高的场合使用第八页，共66页。单体电压单体电压(diny)采集方法采集方法v（2）恒流源法）恒流源法v组成：运放和场效应管组合构成减法组成：运放和场效应管组合构成减法(jinf)运运算恒流源电路算恒流源电路v应用特点：结构较简单，共模抑制能力强，采集应用特点：结构较简单，共模抑制能力强，采集精度高，具有很好的实用性。精度高，具有很好的实用性。第九页，共66页。单体单体(dn t)电压采集方法电压采集方法v(3)隔离运放采隔离运放采集集(cij)法法v组成：隔离运算组成：隔离运算放大器、多路选放大器、多路选择器等择器等v应用特点：系统应用特点：
7、系统采集采集(cij)精度精度高，可靠性强，高，可靠性强，但成本较高但成本较高第十页，共66页。单体电压单体电压(diny)采集方法采集方法v(4)压压/频转换频转换电路采集法电路采集法v组成：压组成：压/频转频转换器、选择电路换器、选择电路和运算放大和运算放大(fngd)电路电路v应用特点：压控应用特点：压控振荡器中含有电振荡器中含有电容器，而电容器容器，而电容器的相对误差一般的相对误差一般都比较大，而且都比较大，而且电容越大相对误电容越大相对误差也越大差也越大第十一页，共66页。单体单体(dn t)电压采集方法电压采集方法v(5)线性光耦合放大电路采集法线性光耦合放大电路采集法v应用应用(
8、yngyng)特点：线性光耦合放大电路不特点：线性光耦合放大电路不仅具有很强的隔离能力和抗干扰能力，还使模拟仅具有很强的隔离能力和抗干扰能力，还使模拟信号在传输过程中保持较好线性度，电路相对较信号在传输过程中保持较好线性度，电路相对较复杂，精度影响因素较多复杂，精度影响因素较多基于线性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图第十二页，共66页。电池温度电池温度(wnd)采集方法采集方法v(1)热敏电阻采集法热敏电阻采集法v原理：利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化原理：利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性，用一个定值电阻和热敏电阻串联起来构的特性，用一个定值电阻和热敏电阻串联起
9、来构成一个分压器，从而把温度的高低转化为电压信成一个分压器，从而把温度的高低转化为电压信号，再通过模数转换得到温度的数字信息。号，再通过模数转换得到温度的数字信息。v特点：热敏电阻成本低，但线性度不好，而且制特点：热敏电阻成本低，但线性度不好，而且制造误差造误差(wch)一般也比较大。一般也比较大。第十三页，共66页。电池温度电池温度(wnd)采集方法采集方法v(2)热电偶采集法热电偶采集法v原理：采集双金属体在不同温度下产生不同的热原理：采集双金属体在不同温度下产生不同的热电动势，通过查表得到温度的值。电动势，通过查表得到温度的值。v特点：由于热电动势的值仅和材料有关，所以热特点：由于热电动
10、势的值仅和材料有关，所以热电偶的准确度很高。但是由于热电动势都是毫伏电偶的准确度很高。但是由于热电动势都是毫伏等级等级(dngj)的信号，所以需要放大，外部电的信号，所以需要放大，外部电路比较复杂。路比较复杂。第十四页，共66页。电池电池(dinch)温度采集方法温度采集方法v(3)集成温度传感器采集法集成温度传感器采集法v原理及特点：集成温度传感器虽然很多都是基于原理及特点：集成温度传感器虽然很多都是基于热敏电阻式的，但都在生产的过程中进行校正，热敏电阻式的，但都在生产的过程中进行校正，所以精度可以媲美热电偶，而且直接输出数字所以精度可以媲美热电偶，而且直接输出数字(shz)量，很适合在数字
11、量，很适合在数字(shz)系统中使用系统中使用。18B20AD590第十五页，共66页。电池工作电池工作(gngzu)电流采集方电流采集方法法项目项目分流器分流器互感器互感器霍尔元件电流霍尔元件电流传感器传感器光纤传感器光纤传感器插入损耗有无无无布置形式需插入主电路开孔、导线传入开孔、导线传入-测量对象直流、交流、脉冲交流直流、交流、脉冲直流、交流电气隔离无隔离隔离隔离隔离使用方便性小信号放大、需控制处理使用较简单使用简单-使用场合小电流、控制测量交流测量、电网监控控制测量高压测量，店里系统常用价格较低低较高高普及程度普及普及较普及未普及第十六页，共66页。7.2 7.2 动力动力(dngl)
12、(dngl)电池电量管理系统电池电量管理系统掌握精确估计SOC的作用2掌握电池SOC估计常用的算法3掌握电池SOC估算精度的影响因素1第十七页，共66页。引入引入v电池电量管理是电池管理的核心内容之一，对于电池电量管理是电池管理的核心内容之一，对于整个电池状态的控制，电动车辆续驶里程的预测整个电池状态的控制，电动车辆续驶里程的预测和估计具有重要的意义和估计具有重要的意义v由于动力电池荷电状态由于动力电池荷电状态(SOC)的非线性，并且受的非线性，并且受到多种因素的影响到多种因素的影响(yngxing)，导致电池电量，导致电池电量估计和预测方法复杂，准确估计估计和预测方法复杂，准确估计SOC比较
13、困难。比较困难。第十八页，共66页。电池电池(dinch)SOC估算精度的影估算精度的影响因素响因素v(1)充放电电流充放电电流v大电流可充放电容量低于额定容量，反之亦然。大电流可充放电容量低于额定容量，反之亦然。v(2)温度温度v不同温度下电池组的容量存在着一定的变化。不同温度下电池组的容量存在着一定的变化。v(3)电池容量衰减电池容量衰减v电池的容量在循环过程电池的容量在循环过程(guchng)中会逐渐减中会逐渐减少。少。v(4)自放电自放电v自放电大小主要与环境温度有关，具有不确定性自放电大小主要与环境温度有关，具有不确定性。v(5)一致性一致性v电池组的一致性差别对电量的估算有重要的影
14、响电池组的一致性差别对电量的估算有重要的影响。第十九页，共66页。精确估计精确估计(gj)SOC的作用的作用v1)保护蓄电池。保护蓄电池。v准确控制电池准确控制电池SOC范围，可避免电池过充电范围，可避免电池过充电(chng din)和过放电和过放电v2)提高整车性能。提高整车性能。vSOC不准确，电池性能不能充分发挥，整车性能不准确，电池性能不能充分发挥，整车性能降低降低v3)降低对动力电池的要求。降低对动力电池的要求。v准确估算准确估算SOC，电池性能可充分使用，降低对动，电池性能可充分使用，降低对动力电池性能的要求力电池性能的要求v4)提高经济性。提高经济性。v选择较低容量的动力蓄电池组
15、可以降低整车制造选择较低容量的动力蓄电池组可以降低整车制造成本成本v由于提高了系统的可靠性，后期维护成本降低由于提高了系统的可靠性，后期维护成本降低第二十页，共66页。SOC估计估计(gj)常用的算法常用的算法v（1）开路电压法）开路电压法v随着放电电池容量的增加，电池的开路电压降低随着放电电池容量的增加，电池的开路电压降低。可以根据一定的充放电倍率时电池组的开路电。可以根据一定的充放电倍率时电池组的开路电压和压和SOC的对应曲线，通过测量的对应曲线，通过测量(cling)电池电池组开路电压的大小，插值估算出电池组开路电压的大小，插值估算出电池SOC的值的值第二十一页，共66页。SOC估计常用
16、估计常用(chn yn)的的算法算法v(2)容量积分法容量积分法v容量积分法是通过对单位时间内，流入流出电池容量积分法是通过对单位时间内，流入流出电池组的电池进行累积组的电池进行累积.从而获得电池组每一轮从而获得电池组每一轮(y ln)放电能够放出的电量，确定电池放电能够放出的电量，确定电池SOC的变的变化。化。0tMMQidtSOCQ第二十二页，共66页。SOC估计估计(gj)常用的算法常用的算法v(3)电池内阻法电池内阻法v电池内阻有交流电池内阻有交流(jioli)内阻内阻(常称交流常称交流(jioli)阻抗阻抗)和直流内阻之分，它们都与和直流内阻之分，它们都与SOC有密切关系。准确测量电
17、池单体内阻比较困难，有密切关系。准确测量电池单体内阻比较困难，这是直流内阻法的缺点。在某些电池管理系统中这是直流内阻法的缺点。在某些电池管理系统中，内阻法与，内阻法与Ah计量法组合使用来提高计量法组合使用来提高SOC估算估算的精度。的精度。第二十三页，共66页。SOC估计常用估计常用(chn yn)的的算法算法v（4）模糊逻辑推理和神经网络法）模糊逻辑推理和神经网络法v模糊逻辑接近人的形象思维方式，擅长定性分析模糊逻辑接近人的形象思维方式，擅长定性分析和推理，具有较强的自然语言处理能力；和推理，具有较强的自然语言处理能力；v神经网络采用分布式存储信息，具有很好的自组神经网络采用分布式存储信息，
18、具有很好的自组织、自学习织、自学习(xux)能力。能力。v共同的特点：均采用并行处理结构，可从系统的共同的特点：均采用并行处理结构，可从系统的输入、输出样本中获得系统输入输出关系。输入、输出样本中获得系统输入输出关系。v神经网络法适用于各种电池，其缺点是需要大量神经网络法适用于各种电池，其缺点是需要大量的参考数据进行训练，估计误差受训练数据和训的参考数据进行训练，估计误差受训练数据和训练方法的影响很大。练方法的影响很大。第二十四页，共66页。SOC估计估计(gj)常用的算法常用的算法v（5）卡尔曼滤波法）卡尔曼滤波法v核心思想：对动力系统的状态做出最小方差意义核心思想：对动力系统的状态做出最小
19、方差意义上的最优估算。上的最优估算。v适用于各种电池，不仅给出了适用于各种电池，不仅给出了SOC的估计值，还的估计值，还给出了给出了SOC的估计误差。的估计误差。v缺点：要求电池缺点：要求电池SOC估计精度越高，电池模型越估计精度越高，电池模型越复杂，涉及大量矩阵复杂，涉及大量矩阵(j zhn)运算，工程上难运算，工程上难以实现以实现v该方法对于温度、自放电率以及放电倍率对容量该方法对于温度、自放电率以及放电倍率对容量的影响考虑的不够全面。的影响考虑的不够全面。第二十五页，共66页。7.3 7.3 动力电池的均衡动力电池的均衡(jnhng)(jnhng)管理管理掌握非能量耗散型均衡管理2电池均
20、衡管理系统应用中存在的问题3掌握能量耗散型均衡管理1第二十六页，共66页。引入引入v宝马公司宝马公司 ActiveE 混合动力汽车即采用了由混合动力汽车即采用了由 Preh GmbH 公司提供的带有能量耗散公司提供的带有能量耗散(ho sn)式均衡系统的式均衡系统的 BMS。v均衡系统的目的是什么？均衡系统的目的是什么？v为了平衡电池组中单体电池的容量和能量差异，为了平衡电池组中单体电池的容量和能量差异，提高电池组的能量利用率。提高电池组的能量利用率。v均衡系统如何分类？均衡系统如何分类？v能量耗散能量耗散(ho sn)型均衡和能量非耗散型均衡和能量非耗散(ho sn)型。型。第二十七页，共6
21、6页。均衡系统均衡系统(xtng)的分类的分类v能量耗散型均衡能量耗散型均衡v主要通过令电池组中能量较高的电池利用其旁路主要通过令电池组中能量较高的电池利用其旁路电阻进行放电的方式损耗部分能量，以期达到电电阻进行放电的方式损耗部分能量，以期达到电池组能量状态的一致。如混合动力汽车。池组能量状态的一致。如混合动力汽车。v能量非耗散型均衡能量非耗散型均衡v能量非耗散式均衡电路拓扑能量非耗散式均衡电路拓扑(tu p)结构目前结构目前已出现很多种，本质上均是利用储能元件和均衡已出现很多种，本质上均是利用储能元件和均衡旁路构建能量传递通道，将其从能量较高电池直旁路构建能量传递通道，将其从能量较高电池直接
22、或间接转移至能量较低的电池接或间接转移至能量较低的电池第二十八页，共66页。能量能量(nngling)耗散型均衡管理耗散型均衡管理v通过单体电池的并联电阻进行充电分流从而实现通过单体电池的并联电阻进行充电分流从而实现均衡均衡v电路结构简单，均衡过程一般在充电过程中完成电路结构简单，均衡过程一般在充电过程中完成v由于均衡电阻在分流的过程中，不仅消耗了能量由于均衡电阻在分流的过程中，不仅消耗了能量，而且还会由于电阻的发热引起电路的热管理问，而且还会由于电阻的发热引起电路的热管理问题题v只适合在静态均衡中使用，其高温只适合在静态均衡中使用，其高温(gown)升升等特点降低了系统的可靠性，不适用于动态
23、均衡等特点降低了系统的可靠性，不适用于动态均衡v仅适合于小型电池组或者容量较小的电池组。仅适合于小型电池组或者容量较小的电池组。第二十九页，共66页。能量耗散型均衡能量耗散型均衡(jnhng)管理管理v恒定分流电阻均衡充电电路恒定分流电阻均衡充电电路v每个电池单体上都始终并联一个分流电阻。每个电池单体上都始终并联一个分流电阻。v可靠性高，分流电阻的值大，通过固定分流来减可靠性高，分流电阻的值大，通过固定分流来减小由于自放电导致的单体电池差异小由于自放电导致的单体电池差异v无论电池充电还是放电过程，分流电阻始终消耗无论电池充电还是放电过程，分流电阻始终消耗功率，能量损失大功率，能量损失大v一般在
24、能够及时补充一般在能够及时补充(bchng)能量的场合适能量的场合适用用第三十页，共66页。能量能量(nngling)耗散型均衡管理耗散型均衡管理v开关控制分流电阻均衡开关控制分流电阻均衡(jnhng)充电电路充电电路v工作在充电期间，可以对充电时单体电池电压偏工作在充电期间，可以对充电时单体电池电压偏高者进行分流，分流电阻通过开关控制高者进行分流，分流电阻通过开关控制v当单体电池电压达到截止电压时，阻止其过充并当单体电池电压达到截止电压时，阻止其过充并将多余的能量转化成热能将多余的能量转化成热能v由于均衡由于均衡(jnhng)时间的限制，导致分流时时间的限制，导致分流时产生的大量热量需要及时
25、通过热管理系统耗散，产生的大量热量需要及时通过热管理系统耗散，尤其在容量比较大的电池组中更加明显尤其在容量比较大的电池组中更加明显第三十一页，共66页。非能量非能量(nngling)耗散型均衡管耗散型均衡管理理v（1）能量转换式均衡）能量转换式均衡v通过开关信号，将电池通过开关信号，将电池(dinch)组整体能量对组整体能量对单体电池单体电池(dinch)进行能量补充，或者将单体进行能量补充，或者将单体电池电池(dinch)能量向整体电池能量向整体电池(dinch)组进组进行能量转换。行能量转换。第三十二页，共66页。非能量耗散非能量耗散(ho sn)型均衡管型均衡管理理v（2）能量转移式均衡
26、）能量转移式均衡v利用电感或电容等储能利用电感或电容等储能(ch nn)元件，把电元件，把电池组中容量高的单体电池，通过储能池组中容量高的单体电池，通过储能(ch nn)元件转移到容量比较低的电池上元件转移到容量比较低的电池上第三十三页，共66页。7.4 7.4 动力电池的热管理动力电池的热管理(gunl)(gunl)了解电池内传热的基本方式2了解电池组热管理系统设计实现3掌握动力电池热管理系统的功能1第三十四页，共66页。引入引入v电动汽车自燃事件频出，究其原因主要与电池管电动汽车自燃事件频出，究其原因主要与电池管理系统的热管理有关。理系统的热管理有关。v由于过高或过低的温度都将直接影响动力
27、电池的由于过高或过低的温度都将直接影响动力电池的使用寿命和性能，并有可能导致使用寿命和性能，并有可能导致(dozh)电池电池系统的安全问题，并且电池箱内温度场的长久不系统的安全问题，并且电池箱内温度场的长久不均匀分布将造成各电池模块、单体间性能的不均均匀分布将造成各电池模块、单体间性能的不均衡，因此电池热管理系统对于电动车辆动力电池衡，因此电池热管理系统对于电动车辆动力电池系统而言是必需的。可靠、高效的热管理系统对系统而言是必需的。可靠、高效的热管理系统对于电动车辆的可靠安全应用意义重大。于电动车辆的可靠安全应用意义重大。第三十五页，共66页。动力电池热管理系统的功能动力电池热管理系统的功能(
28、gngnng)v电池温度的准确测量和监控；电池温度的准确测量和监控；v电池组温度过高时的有效散热和通风电池组温度过高时的有效散热和通风(tng fng)；v低温条件下的快速加热；低温条件下的快速加热；v有害气体产生时的有效通风有害气体产生时的有效通风(tng fng)；v保证电池组温度场的均匀分布。保证电池组温度场的均匀分布。第三十六页，共66页。电池内传热的基本电池内传热的基本(jbn)方式方式v热传导热传导v指物质与物体直接接触而产生的热传递。电池内指物质与物体直接接触而产生的热传递。电池内部的电极、电解液、集流体等都是热传导介质。部的电极、电解液、集流体等都是热传导介质。v对流换热对流换
29、热v电池表面的热量通过环境电池表面的热量通过环境(hunjng)介质（一介质（一般为流体）的流动交换热量，和温差成正比般为流体）的流动交换热量，和温差成正比v辐射换热辐射换热v主要发生在电池表面，与电池表面材料的性质相主要发生在电池表面，与电池表面材料的性质相关关第三十七页，共66页。电池组热管理系统设计电池组热管理系统设计(shj)实实现现v按照传热介按照传热介质分空冷、质分空冷、液冷和相变液冷和相变材料材料(cilio)冷冷却却v空冷系统又空冷系统又分串行通风分串行通风方式和并行方式和并行通风方式两通风方式两种种第三十八页，共66页。电池组热管理系统设计电池组热管理系统设计(shj)实实现
30、现v按照按照(nzho)是否有内部加热或制冷装置可分是否有内部加热或制冷装置可分为被动式和主动式两种为被动式和主动式两种被动加热与散热-外部空气流通被动加热与散热-内部空气流通主动加热与散热-外部和内部空气流通第三十九页，共66页。电池组热管理系统设计电池组热管理系统设计(shj)实实现现电池列前后缠绕(chnro)硅胶加热线电池列间添加电热膜电池本体上包覆电热膜电池上、下添加加热板第四十页，共66页。7.5 7.5 动力电池的电安全动力电池的电安全(nqun)(nqun)管理及数据通讯管理及数据通讯了解电池内烟雾报警方式2了解电池组绝缘检测方法3掌握动力电池电安全管理系统的功能1了解动力电池
31、数据通信系统4第四十一页，共66页。引入引入v电动车辆动力电池系统电压常用的有电动车辆动力电池系统电压常用的有288V、336V、384V以及以及544V等，已经大大超过了等，已经大大超过了人体人体(rnt)可以承受的安全电压可以承受的安全电压v电动汽车动力电池系统电气绝缘性能是电安全管电动汽车动力电池系统电气绝缘性能是电安全管理重要的内容，绝缘性能的好坏不仅关系到电气理重要的内容，绝缘性能的好坏不仅关系到电气设备和系统能否正常工作，更重要的是还关系到设备和系统能否正常工作，更重要的是还关系到人的生命财产安全。人的生命财产安全。第四十二页，共66页。动力电池电安全动力电池电安全(nqun)管理
32、系管理系统的功能统的功能v主要包括烟雾报警、绝缘检测、自动灭火、过电主要包括烟雾报警、绝缘检测、自动灭火、过电压和过电流控制、过放电控制、防止温度过高、压和过电流控制、过放电控制、防止温度过高、在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。v动力电池在电动车辆上安装应用，因此必须满足动力电池在电动车辆上安装应用，因此必须满足车辆部件的耐振动、车辆部件的耐振动、耐冲击、耐跌落、耐盐雾等耐冲击、耐跌落、耐盐雾等强度强度(qingd)要求，保证可靠应用。要求，保证可靠应用。v为满足防水、防尘要求，电池包应满足一定的为满足防水、防尘要求，电池包应满足一定的IP防护等级防护等级v在
33、极端工况下，通过电池安全管理系统应能实现在极端工况下，通过电池安全管理系统应能实现电池包的高压断电保护、过流断开保护、过放电电池包的高压断电保护、过流断开保护、过放电保护、过充电保护等功能。保护、过充电保护等功能。第四十三页，共66页。烟雾烟雾(ynw)报警报警v在车辆行驶过程中由于路况复杂及电池本身的工在车辆行驶过程中由于路况复杂及电池本身的工艺问题，可能由于过热、挤压和碰撞等原因而导艺问题，可能由于过热、挤压和碰撞等原因而导致电池出现冒烟或着火等极端恶劣的事故，若不致电池出现冒烟或着火等极端恶劣的事故，若不能即使发现并得到有效处理，势必导致事故的进能即使发现并得到有效处理，势必导致事故的进
34、一步扩大，对周围电池、车辆以及车上人员构成一步扩大，对周围电池、车辆以及车上人员构成威胁，严重影响带车辆运行的安全性。威胁，严重影响带车辆运行的安全性。v动力电池管理系统中烟雾报警的报警装置应安装动力电池管理系统中烟雾报警的报警装置应安装于驾驶员控制台，在接收到报警信号时，迅速发于驾驶员控制台，在接收到报警信号时，迅速发出声光报警和故障定位出声光报警和故障定位(dngwi)，保证驾驶员，保证驾驶员能够及时发现，能接收报警器发出的报警信号。能够及时发现，能接收报警器发出的报警信号。第四十四页，共66页。烟雾烟雾(ynw)报警报警v由于烟雾的种类繁多，一种类型的烟雾传感器不由于烟雾的种类繁多，一种
35、类型的烟雾传感器不可能检测所有的气体，通常只能检测某一种或两可能检测所有的气体，通常只能检测某一种或两种特定性质的烟雾。种特定性质的烟雾。v在动力电池上应用，需要在了解电池燃烧在动力电池上应用，需要在了解电池燃烧(rnsho)产生的烟雾构成的基础上进行传感产生的烟雾构成的基础上进行传感器的选择。一般电池燃烧器的选择。一般电池燃烧(rnsho)产生大量产生大量的的CO和和CO2，因此可以选择对这两种气体敏感，因此可以选择对这两种气体敏感的传感器。在传感器的结构上需要适应于车辆长的传感器。在传感器的结构上需要适应于车辆长期应用的振动工况，防止由于路面灰尘、振动引期应用的振动工况，防止由于路面灰尘、
36、振动引起的传感器误动作。起的传感器误动作。第四十五页，共66页。烟雾报警烟雾报警(bo jng)实例实例车载烟尘(ynchn)报警系统的结构第四十六页，共66页。绝缘绝缘(juyun)检测方法检测方法v(1)漏电直测法漏电直测法v将万用表打到电流档，串在电池组正极与设备外将万用表打到电流档，串在电池组正极与设备外壳壳(或者地或者地)之间，之间，可检测到电池组负极对壳体之可检测到电池组负极对壳体之间的漏电流间的漏电流v将万用表打到电流档，串在电池组负极与壳体之将万用表打到电流档，串在电池组负极与壳体之间检测电池组正极对壳体之间的漏电流。间检测电池组正极对壳体之间的漏电流。v该方法简单易行，在现场
37、故障检测、车辆例行检该方法简单易行，在现场故障检测、车辆例行检查查(jinch)中常用。中常用。第四十七页，共66页。v(2)电流传感法电流传感法v将电池系统的正极和负极动力总线一起将电池系统的正极和负极动力总线一起(yq)同同方向穿过电流传感器，当没有漏电流时，从正极方向穿过电流传感器，当没有漏电流时，从正极流出的电流等于返回到电源负极的电流，因此，流出的电流等于返回到电源负极的电流，因此，穿过电流传感器的电流为零，电流传感器输出电穿过电流传感器的电流为零，电流传感器输出电压为零，当发生漏电现象时，电流传感器的输出压为零，当发生漏电现象时，电流传感器的输出电压不为零。根据该电压的正负可以进一
38、步判断电压不为零。根据该电压的正负可以进一步判断该漏电电流是来自于电源正极还是负极。该漏电电流是来自于电源正极还是负极。v应用这种检测方法的前提是待测动力电池组必须应用这种检测方法的前提是待测动力电池组必须处于工作状态，要有工作电流的流入和流出，它处于工作状态，要有工作电流的流入和流出，它无法在系统空载的情况下评价电池系统对地的绝无法在系统空载的情况下评价电池系统对地的绝缘性能。缘性能。第四十八页，共66页。绝缘检测绝缘检测(jin c)方法方法v(3)绝缘电阻表测量法绝缘电阻表测量法v绝缘电阻表俗称兆欧表，绝缘电阻表大多采用手绝缘电阻表俗称兆欧表，绝缘电阻表大多采用手摇发电机供电，故又称摇表
39、，它的刻度是以绝缘摇发电机供电，故又称摇表，它的刻度是以绝缘电阻为单位的，是电工常用的一种测量仪表电阻为单位的，是电工常用的一种测量仪表v用绝缘电阻表可直接用绝缘电阻表可直接(zhji)测量绝缘电阻的阻测量绝缘电阻的阻值值v电路测量方法电路测量方法v常用的直流电压绝缘测量原理常用的直流电压绝缘测量原理第四十九页，共66页。动力电池数据通信系统动力电池数据通信系统(xtng)v数据通信数据通信(tng xn)是电池管理系统的重要组是电池管理系统的重要组成部分之一。成部分之一。v电池管理系统内部主控板与检测板之间的通信电池管理系统内部主控板与检测板之间的通信(tng xn)v电池管理系统与车载主控
40、制器、非车载充电机等电池管理系统与车载主控制器、非车载充电机等设备间的通信设备间的通信(tng xn)v在有参数设定功能的电池管理系统上，还有电池在有参数设定功能的电池管理系统上，还有电池管理系统主控板与上位机的通信管理系统主控板与上位机的通信(tng xn)。vCAN通信通信(tng xn)方式是现阶段电池管理系方式是现阶段电池管理系统通信统通信(tng xn)应用的主流应用的主流vRS232、RS485总线等方式在电池管理系统内总线等方式在电池管理系统内部通信部通信(tng xn)中也有应用。中也有应用。第五十页，共66页。动力电池数据通信系统动力电池数据通信系统(xtng)实例实例 BJ
41、6123C7C4D纯电动(din dn)客车电池管理系统通信方式示意图第五十一页，共66页。动力电池数据通信系统动力电池数据通信系统(xtng)车载运行(ynxng)模式下的电池管理系统的结构应急充电模式下电池管理系统结构图第五十二页，共66页。电动汽车电源管理系统功能试验电动汽车电源管理系统功能试验(shyn)与验证与验证v一、实训目标一、实训目标v1.巩固车用电池电源管理系统的功能、原理和组巩固车用电池电源管理系统的功能、原理和组成成(z chn)；v2.熟悉车用电池电源管理系统功能测试操作流程熟悉车用电池电源管理系统功能测试操作流程；v3.巩固车用电池电源管理系统性能特点；巩固车用电池电
42、源管理系统性能特点；v4.能根据测试结果分析车用电池电源管理系统是能根据测试结果分析车用电池电源管理系统是否有功能故障及故障原因。否有功能故障及故障原因。第五十三页，共66页。v二、实验设备二、实验设备v1.XP-EVBT400-150 型动力电池测试系统；型动力电池测试系统；v2.车用锂离子动力电池；车用锂离子动力电池；v3.车用锂离子动力电池管理系统；车用锂离子动力电池管理系统；v4.快速充电机；快速充电机；v5.万用表、绝缘扳手万用表、绝缘扳手(bn shou)、绝缘手套等、绝缘手套等工具及护具若干。工具及护具若干。电动汽车电源管理系统功能试验电动汽车电源管理系统功能试验(shyn)与与
43、验证验证第五十四页，共66页。v三、操作步骤及工作要点三、操作步骤及工作要点v电源管理系统功能试验验证电源管理系统功能试验验证v1.准备工作准备工作v按要求连接按要求连接XP-EVBT400-150 型动力电池测型动力电池测试系统的电源柜和采样柜、动力电池包、电源管试系统的电源柜和采样柜、动力电池包、电源管理系统。理系统。v2.确认电池管理系统触摸显示屏与主控箱正确连确认电池管理系统触摸显示屏与主控箱正确连接，接通电池管理系统辅助电源，此时接，接通电池管理系统辅助电源，此时(c sh)会听到电池管理系统主控箱中继电器触点动作声会听到电池管理系统主控箱中继电器触点动作声音。音。电动汽车电源电动汽
44、车电源(dinyun)管理系统功能管理系统功能试验与验证试验与验证第五十五页，共66页。v3.辅助电源接通后电源管理系统开始工作，触摸辅助电源接通后电源管理系统开始工作，触摸显示屏将显示电池相关显示屏将显示电池相关(xinggun)参数。参数。电动汽车电源电动汽车电源(dinyun)管理系统功能管理系统功能试验与验证试验与验证第五十六页，共66页。v4.通过通过(tnggu)触摸屏上的按钮触摸屏上的按钮“电池信息电池信息”查看电池的参数。查看电池的参数。电动汽车电源管理系统功能电动汽车电源管理系统功能(gngnng)试验与验证试验与验证第五十七页，共66页。v5.查看和记录电池管理系统报警查看
45、和记录电池管理系统报警(bo jng)参参数和保护限值参数数和保护限值参数电动汽车电源电动汽车电源(dinyun)管理系统功能管理系统功能试验与验证试验与验证第五十八页，共66页。v采用图形化界面查看时系统采用图形化界面查看时系统(xtng)界面和图界面和图标说明标说明电动汽车电源电动汽车电源(dinyun)管理系统功能管理系统功能试验与验证试验与验证第五十九页，共66页。v6.查看电池查看电池(dinch)管理系统与充电机之间的管理系统与充电机之间的通讯情况通讯情况电动汽车电源管理系统功能试验电动汽车电源管理系统功能试验(shyn)与验证与验证第六十页，共66页。v7.配置配置(pizh)充
46、电控制参数充电控制参数电动汽车电源电动汽车电源(dinyun)管理系统功能管理系统功能试验与验证试验与验证第六十一页，共66页。v8.连接电池与充电机，按照正确操作流程对电池连接电池与充电机，按照正确操作流程对电池进行充电，充电模式选择进行充电，充电模式选择“BMS”模式，检查电模式，检查电池管理系统对充电过充的监测和控制情况。测试池管理系统对充电过充的监测和控制情况。测试过程中随时过程中随时(sush)查看和记录充电机充电电流查看和记录充电机充电电流和电压，并及时了解各模块电池是否出现异常。和电压，并及时了解各模块电池是否出现异常。测试完毕后断开充电机电源，断开充电机与动力测试完毕后断开充电
47、机电源，断开充电机与动力电池之间的电缆。电池之间的电缆。电动汽车电源管理系统功能电动汽车电源管理系统功能(gngnng)试验与验证试验与验证第六十二页，共66页。v9.XP-EVBT400-150 型动力电池测试系统电型动力电池测试系统电源柜上源柜上(gu shang)电，等待电，等待AFE READY 指指示灯亮后按下示灯亮后按下RUN按钮，此时按钮，此时AFE RUN 指示指示灯应亮起；灯应亮起；IVC工作，工作，IVC指示灯亮。指示灯亮。v10.打开蓄电池测试系统客户端打开蓄电池测试系统客户端电动汽车电源管理系统功能试验电动汽车电源管理系统功能试验(shyn)与验证与验证第六十三页，共6
48、6页。v11.串口通讯设置为选择串口通讯设置为选择“BMS”，获取电池管理，获取电池管理系统参数系统参数(cnsh)，与原电池管理系统参数，与原电池管理系统参数(cnsh)对比。对比。电动汽车电源管理系统功能电动汽车电源管理系统功能(gngnng)试验与验证试验与验证第六十四页，共66页。v12.修改串口配置，选择修改串口配置，选择“电压采集板电压采集板”模式，通模式，通过过XP-EVBT400-150 型动力电池测试系统采型动力电池测试系统采样柜获取样柜获取(huq)的电池参数信息与原电池管理的电池参数信息与原电池管理系统参数进行对比，静态下，确认电池管理系统系统参数进行对比，静态下，确认电
49、池管理系统各功能是否正常。各功能是否正常。电动汽车电源管理系统功能电动汽车电源管理系统功能(gngnng)试验与验证试验与验证第六十五页，共66页。v13.新建和编辑工步文件新建和编辑工步文件(wnjin)动态验证电动态验证电池管理系统池管理系统v充放电过程中测量精度测试充放电过程中测量精度测试v过充、过放电压保护失效报警或显示测试过充、过放电压保护失效报警或显示测试v过充、过放电流和电压保护测试过充、过放电流和电压保护测试v输出短路保护测试输出短路保护测试v超温保护功能测试超温保护功能测试v耐充电电源极性反接功能测试耐充电电源极性反接功能测试v自检报警或显示功能测试自检报警或显示功能测试v温度测试温度测试电动汽车电源管理系统功能电动汽车电源管理系统功能(gngnng)试验与验证试验与验证第六十六页，共66页。
