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电池管理系统的主要功能是做什么的?

上一期,我们带大家认识了新能源汽车电池管理系统(BMS)的架构(回顾请点击:《电池管理系统包括哪些部分?初识电池管理系统》)。不过比起架构,大家应该对这套系统能做什么更感兴趣。

所以这次,我们该讲讲电池管理系统的功能了,这也是关于电池管理系统的最重点的内容。

如下图所示,电池管理系统的功能可分为测量功能、核心算法和应用功能。BMS功能这块,往细了说,那篇幅就如滔滔江水延绵不绝了,所以咱们还是走马观花吧。

电池管理系统的主要功能是做什么的?

测量功能实时监控着电池的基本状态,是BMS所有功能的基础,离开了这些测量,BMS所有核心算法、应用功能都难以执行。

测量功能主要包含:模组的电压采样和温度采样、Pack的总电压采样和总电流采样、高压互锁检测、绝缘检测。

而核心算法主要包含:SOC(电池荷电状态)算法、SOH(寿命状态)算法、SOP(功率状态)算法、电池均衡算法。

其中,SOC算法,行业内典型的方案有安时积分、开路电压、人工神经网络、卡尔曼滤波,单单某一种方案都会存在缺点,目前主流的方案是使用安时积分加上卡尔曼滤波的方式。

SOH算法,目前常用的算法有库仑计算法加上开路电压,还有卡尔曼滤波等等算法。

SOP算法,目前可靠的方法还是靠试验数据,用查表法实现。

均衡功能的原理,可以拿木桶原理来类比,有主动均衡和被动均衡两种方法。主动均衡就是长木板裁剪后来补短木板,使得所有木板平均;被动均衡就是长木板都进行裁剪,保持所有长木板与最短木板一样长。

顺便插播一条广告,小鹏G3 2020款电池管理系统采用了高精度的核心算法,使目标SOC估算精度高达3%,且能与市面上99%充电桩兼容。

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应用功能主要包含:高压上下电与低压上下电、交流充电与直流充电、电池系统热管理、电池系统故障诊断。

其中,高压上下电与低压上下电是需要其他控制器,比如VCU与BMS配合来实现,BMS完成高压上电后,才能给整车高压负载供电或进行充电(如果集成度做得比较高,BMS自己就能搞定上下电的过程)。

交流充电是通过交流充电桩、车载充电机为动力电池充电;直流充电是通过直流充电桩为动力电池充电。充电功能有相关的国标规定。

电池热管理主要是保证电池处在一个合理的温度范围,保证充放电功能处于最佳状态。

故障诊断这块,内容较多,它与电池的安全有很大关系,包含过欠压保护、过流保护、继电器粘黏检测、电池压差保护等等功能。

可能写得有点偏抽象,但大体上能帮助感兴趣的鹏友建立一个框架性的概念。

总之,纸上学来终觉浅,绝知此事要躬行。市面上写BMS的书有很多,能帮助建立知识基础,要想在这方面更深入地发展,还是需要投入到实际项目开发中来。

关于电池管理系统的基础知识就介绍到这里,下期我们打算说说电池快充那些事,想看更多技术方面的硬核干货,记得关注小鹏汽车知乎机构号哦~ 咱们下期见!

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