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1、4-2 动力电池的电量管理、均衡管理、热管理、安全及通信管理,主讲：蒋鸣雷,知识目标：1、了解动力电池电量管理、均衡管理、热管理、安全及通信管理的主要功能；2、理解动力电池电量管理、均衡管理、热管理、安全及通信管理的基本原理；能力目标：能阐述动力电池各项管理的基本原理素质目标：1、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力；2、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。,学习检测,教学目标,主要内容,学习小结,教学重点：动力电池的基本管理原理,教学难点：动力电池的管理方法,学习检测,教学目标,主要内容,学习小结,1.动力电池的电量管理2.动力电池的均衡管理3.动力电池的热管理4.动力电池的安全管
2、理5.动力电池的通信管理,学习任务,学习检测,主要内容,教学目标,学习小结,5,1、电量管理的功能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和估计具有重要的意义。电池荷电状态(state of charge，SOC)是反映电池剩余电量，用于电量管理的重要参数，受到多种因素的影响，其估算精度对于能够电池性能和使用寿命有着至关重要的作用。,一、动力电池的电量管理,6,2、电池荷电状态（SOC）估算精度的影响因素（1）充放电电流（2）温度（3）电池容量衰减（4）自放电（5）一致性3、精确估计SOC的作用（1）保护蓄电池（2）提高整车性能（3）降低对动力电池的
3、要求（4）提高经济性4、SOC估计常用的算法（1）开路电压法(2)容量积分法(3)电池内阻法（4）模糊逻辑推理和神经网络法（5）卡尔曼滤波法,7,1、均衡管理的目的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。2、均衡管理的方式根据均衡过程中对所传递能量处理方式不同，可以分为能量耗散型均衡和非能量耗散型，又称之为被动均衡和主动均衡。能量耗散型均衡主要通过让电池组内能量较高的电池，利用其旁路电阻进行放电的方式损耗部分能量，以期达到电池组能量状态的一致，这种均衡结构是以损耗电池组能量为代价。非能量耗散式均衡是利用储能元件和均衡旁路构建能量传递通道，将其从能量较高的电池直接或间接
4、转移到能量较低的电池。,二、动力电池的均衡管理,8,3、均衡管理的几种管理电路（1）恒定分流电阻均衡充电电路每个电池单体上都始终并联一个分流电阻。（2）开关控制分流电阻均衡充电电路分流电阻通过开关控制,在充电过程中，当单体电池电压达到截止电压时，均衡装置能阻止其过充电并将多余的电能量转换为热量。（3）能量转换式均衡能量转换式均衡是通过开关信号，将电池组整体能量对单体电池进行能量补充，或者将单体电池能量向整体电池组进行能量转换，如图1所示。（4）能量转移式均衡利用电感或电容等储能元件，把电池组中容量高的单体电池，通过储能元件转移到容量比较低的电池上，如图2所示。,二、动力电池的均衡管理,图1 电
5、池组整体能量向单体转换电路,图2 能量转移式均衡电路,9,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，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，并有可能导致电池系统的安全问题，1、热管理的功能（1）电池温度的准确测量和监控；（2）电池组温度过高时的有效散热和通风；（3）低温条件下的快速加热；（4）有害气体产生时的有效通风；（5）保证电池组温度场的均匀分布,三、动力电池的热管理,10,2、热管理的方式电池内热传递方式主要有热传导，对流换热和辐射换热3种方式，电池和环境交流的热量也是通过辐射，传导和对流3种方式进行的。3、电池组热管理系统设计实现按照传热介质，电池
6、组热管理系统分为空冷、液冷和相变材料冷却3种，目前常用的是空气冷却，又有串行通风方式和并行通风。,三、动力电池的热管理,串行通风方式,并行通风方式,主动加热与散热-外部和内部空气流通,11,电动车辆动力电池系统电压常用的有288V、336V、384V以及544V等，大大超过了人体可以承受的安全电压，因此电池系统电气绝缘性能是安全管理的重要内容，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，更重要的是关系到人的生命财产安全。1、安全管理的功能主要包括烟雾报警、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、在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。2、绝缘检测的方法(1)漏电直测
7、法(2)电流传感法(3)绝缘电阻表测量法,四、动力电池的安全管理,12,电动车辆动力电池系统电压常用的有288V、336V、384V以及544V等，大大超过了人体可以承受的安全电压，因此电池系统电气绝缘性能是安全管理的重要内容，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，更重要的是关系到人的生命财产安全。1、安全管理的功能主要包括烟雾报警、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、在发生碰撞的情况下关闭电池等功能。2、绝缘检测的方法(1)漏电直测法(2)电流传感法(3)绝缘电阻表测量法,四、动力电池的安全管理,13,数据通信是电池管理系统的重要组成部分之一。主要
8、涉及电池管理系统内部主控板与检测板之间的通信、电池管理系统与车载主控制器、非车载充电机等设备间的通信。,五、动力电池的数据通信,BJ6123C7C4D纯电动客车电池管理系统通信方式示意图,学习检测,学习小结,教学目标,主要内容,本次课我们主要学习了以下内容：一、动力电池电量管理的功能和方式二、动力电池均衡管理的功能和方式三、动力电池热管理的功能和方式四、动力电池安全管理的功能和方式五、动力电池通信管理的功能和方式,学习小结,学习检测,教学目标,主要内容,1、电池电量管理时估计SOC的方法有哪些？2、电池串联有什么特性？电池并联有什么特性？3、电池管理系统为什么要进行均衡管理？其管理方法有哪些？4、安全管理及热管理的内容是什么？5、电池管理系统（BMS）的通信管理内容是哪些？,思考题,
