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某纯电牵引车动力电池及管理系统

某纯电牵引车动力电池及管理系统 282kwh系统由8个电池箱、BMS电池管理系统、高压箱、热管理系统水冷机组、PTC、DCDC等几个部分组成。1、电池箱电池箱由电池模组、加热膜、水冷下箱体、电池监控单元CSC、及其它附件组成。每个电池箱均设有一个维修开关MSD在对电池箱进行拆解维修前需要先拆下维修开关将高压回路断开以保障作业安全。MSD与正极高压连接器为一体件。平衡阀用于防水透气平衡电池包内外压力起到安全保护作用。电池监控单元CSCCSC功能包括电芯电压采样、模组温度采样、均衡管理功能。CSC通过菊花链通信将电池包状态参数数据传输给BMU。电池封装电池封装部件包括电芯、端板、绝缘片、钢带、模组压条等部件。高压箱内部主要有继电器、传感器、维修开关、HVB等部件。继电器控制水冷机组高压供电继电器1个充电控制继电器4个、高压上电控制总负继电器1个、电池加热继电器2个传感器高压箱内置有电流传感器2个电流传感器。维修开关高压箱上设有2个维修开关。在对整车高压电路维修前需要先断开2个维修开关。高压采样单元HVBHVB 主要功能有高压正极采样、高压负极采样、绝缘采样和监控HVB 与BMU间通过CAN通信。霍尔式电流传感器电流传感器依据霍尔原理工作它并不连接高压回路为非接触式电流传感器它通过磁通门的方式进行电流采样并将采集到的电流值转化为数字信号然后通过 CAN 通讯将采集到的电流值发送给 BMU传感器对温度不敏感但是对外部磁场环境较为敏感。3、BMS系统BMS即电池管理系统其主要功能为管理及维护各个电池单元它实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息、评估电池状态并与整车控制器交换信息从而达到安全、合理使用电池的目的。BMS系统简图如下图所示电池管理系统包含四个电子模块BMU、 HVB、CSU、CSC。BMUBMU作为BMS系统控制单元主要有如下功能①低压供电电源竞争管理②SOCSOH估算 ③故障诊断、参数标定④继电器控制和高压触点诊断⑤CAN通信⑥高边驱动/驱动诊断⑦低边驱动/驱动诊断⑧高压互锁⑨充电控制⑩热管理控制⑪电子锁控制。CSU置于高压箱内的CSU主要功能是电流采样。CSC置于各电池包内的电池监控单元CSC主要功能是电芯电压采样、模组温度采样和均衡管理等。HVB置于高压箱内的HVB主要功能是高压采样和绝缘检测。BMS控制盒BMS控制盒内设置有BMU和RDB。控制盒共有6个接口分别是与整车线束相连接的整车低压接口用于系统诊断的测试诊断接口与高压箱相连的控制1和控制2接口与电池监控单元CSC通信的低压输入和低压输出接口菊花链通信。RDB其作用是负责电池数据远程传输 它通过无线传输将电池信息传到后台数据中心。动力电池充放电管理①对充电电流、电池电压等参数进行监控防止动力电池出现过充现象②动力电池充电过程中实现与非车载充电机之间连接和通讯③对电池放电深度进行控制防止电池过放电影响电池使用寿命④对电池放电电流进行监控防止过电流造成电池损坏。动力电池均衡管理电池组是由很多个单体串联而成的单体间能量差异大小即电池离散性对电池的循环使用寿命会产生直接影响。电池均衡的目的是将这一差异尽量缩小以提升电池性能和寿命。电池均衡为耗散型和非耗散型两种类别。主动均衡就是指将能量高的单体中的能量转移给能量低的单体上相当于高能量单体为低能量单体充电从而达到能量均衡的目的。主动均衡又称为“非耗散型均衡”。被动均衡又称为“耗散型均衡”它是利用并接电阻等方式将能量高的单体中的能量消耗掉从而使电池组内的单体电压趋于一致。这种均衡方式成本低但会造成能量浪费。动力电池温度管理电池温度管理的目的是保证电池在理想温度25℃~45℃范围内工作从而提高电池充放电特性保证电池循环寿命确保电池安全使用。充电加热控制充电起始状态单体最低温度≤5℃加热开启只加热不充电510℃时边加热边充电≥10℃时停止加热。电池放电温度控制低温冷启动电池温度低于一定值会自动启动加热程序行车中根据温控条件控制水泵和水冷机组工作将电池温度控制在理想范围内。4、热管理系统加热电池包采用电加热膜加热方式。冷却系统电池箱采用集成水冷下箱体结构当经水冷机组降温的冷却液循环流过电池下箱体时实现为电池散热降温。当冷却系统选装PTC时PTC加热冷却水然后经冷却液循环也可实现为电池加热。液冷系统工作模式BMS根据判定需求向水冷机组发送执行指令执行不同状态的工模式①冷却状态水冷机组工作②停止状态③自循环状态仅水泵工作。液冷系统循环BMU通过负温度系数热敏电阻采集各电芯当前温度。电芯产生的热量通过电池系统内部液冷系统被带出通过换热器传递给水冷机组空调系统最后通过空调系统将这部分热量传递到环境空气中。5、电池系统常见故障电池容量Ah是指电池所能够储存的电量的多少。充放电倍率充放电倍率是指规定时间内充进或放出其额定容量Ah时所需的电流值表示充放电快慢的量度C值比较高的电池内阻一般较低。充放电倍率C充放电电流I/额定容量Ah。循环寿命次电池经历一次充放电称为一个周期或者一个循环电池反复充放电后容量会逐渐下降。在一定的放电条件下电池容量降至80%时电池所经受的循环次数就是循环寿命。荷电状态State of Charge, SOC即电池的剩余电量。在一定放电倍率下剩余电量与相同条件下额定容量的比值。荷电状态值是个相对量一般用百分比的方式来表示0≤SOC≤100%。
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