Entwurf eines Batteriemanagementsystems für Elektrofahrzeuge
Hauptfunktionen des Batteriemanagementsystems
Das Batteriemanagementsystem ist eng mit der Antriebsbatterie von Elektrofahrzeugen integriert und erkennt ständig Spannung, Strom und Temperatur der Batterie. Es führt auch Leckageerkennung, Wärmemanagement, Batterieausgleichsmanagement, Alarmerinnerungen durch, berechnet die verbleibende Kapazität, Entladeleistung und meldet den SOC- und SOH-Status. Es verwendet auch Algorithmen, um die maximale Ausgangsleistung entsprechend der Spannung, Stromstärke und Temperatur der Batterie zu steuern, um die maximale Reichweite zu erzielen, und verwendet Algorithmen, um das Ladegerät so zu steuern, dass es mit dem optimalen Strom lädt. Es kommuniziert in Echtzeit über die CAN-Bus-Schnittstelle mit dem Fahrzeug-Hauptcontroller, dem Motorcontroller, dem Energiesteuerungssystem, dem Fahrzeuganzeigesystem usw.
Grundfunktionen des Batteriemanagementsystems: 1) Überwachung der Arbeitsbedingungen der einzelnen Zelle, wie z. B. Einzelzellenspannung, Arbeitsstrom, Umgebungstemperatur usw. 2) Schutz der Batterie, um eine Verkürzung der Lebensdauer, Schäden oder sogar Explosionen, Brände und andere Unfälle zu verhindern, die die persönliche Sicherheit gefährden, wenn die Batterie unter extremen Bedingungen arbeitet.
Im Allgemeinen muss das Batteriemanagementsystem über die folgenden Schaltkreisschutzfunktionen verfügen: Überspannungs- und Unterspannungsschutz, Überstrom- und Kurzschlussschutz, Übertemperatur- und Übertemperaturschutz und mehrere Schutzfunktionen für die Batterie bieten, um die Zuverlässigkeit des Schutz- und Managementsystems zu verbessern (hardwaregestützter Schutz hat eine hohe Zuverlässigkeit, softwaregestützter Schutz hat eine höhere Flexibilität und der Schutz der Schlüsselkomponenten des Managementsystems bietet Benutzern eine dritte Schutzebene). Diese Funktionen können die Anforderungen der meisten Anwendungen für Mobiltelefonbatterien, Elektrowerkzeuge und Elektrofahrräder erfüllen.
Elektrofahrzeuge stellen höhere Anforderungen an Batteriemanagementsysteme
Das Batterieintegrationssystem für Elektrofahrzeuge ist ein offenes Stromversorgungssystem, das über den CAN-Bus in Automobilqualität kommuniziert und mit dem Fahrzeugmanagementsystem, dem Ladegerät und dem Motorcontroller zusammenarbeitet, um das menschenorientierte, sichere Fahrkonzept des Autos zu erfüllen. Daher muss das Batteriemanagementsystem in Automobilqualität die Anforderungen von TS16949 und der Automobilelektronik erfüllen, eine schnelle Datenerfassung und hohe Zuverlässigkeit, eine CAN-Bus-Kommunikation in Automobilqualität, hohe Anti-elektromagnetische Interferenzfähigkeiten (höchste Stufe der EMI/EMV-Anforderungen) und Online-Diagnosefunktionen erreichen.
Seine Hauptfunktionen sind: schnelles Erfassen von Informationen wie Batteriespannung und -temperatur, Erreichen eines hocheffizienten Batterieausgleichs, wobei die Kapazität des integrierten Batteriesystems voll ausgeschöpft wird, um die Lebensdauer des integrierten Batteriesystems zu verlängern und gleichzeitig die Wärmeentwicklung zu verringern, Abschätzen und Anzeigen des Batteriezustands und der verbleibenden Leistung, äußerst zuverlässiges Kommunikationsprotokoll (CAN-Kommunikationsnetzwerk in Automobilqualität), Antriebstechnologie muss einen sicheren Einsatz der Batterie gewährleisten, das Potenzial der Batterie voll ausschöpfen, die Batterieleistung sicherstellen und die Batterielebensdauer verlängern, Batterietemperatur- und Wärmeableitungsmanagement, damit das Batteriesystem in einer Umgebung mit relativ stabiler Temperatur funktioniert, Leckageerkennung und komplexes Erdungskabeldesign.
Da die Verteilungsumgebung der Batterien in Elektrofahrzeugen sehr komplex ist und diese in einem Hochspannungs- und Hochleistungsbetriebszustand sind, sind die Anforderungen an EMI/EMV sehr hoch, was größere Herausforderungen an die Entwicklung von Batteriemanagementsystemen stellt.
