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中工巨能 2017汽车行业各类专业培训（见菜单栏） 汽车人才--找工作，发布招聘信息（见微信菜单、网站首页） 汽车零部件通信录--（公共账号菜单--技术社区--通信录） ISO26262功能安全培训 新能源汽车热管理仿真培训---见网站www.cartech8.com ---------------------------------------------------------------------- 车用蓄电池系统是指一个或一个以上蓄电池包及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成等)构成的能量存储装置。众所周知,动力锂离子电池的高能量密度特性使其成为新能源车辆的主要动力源,但由于生产工艺、使用环境的差异导致电池组的不一致性在使用过程中逐渐扩大,可能出现过充、过放和局部过热的危险,所以保证车用蓄电池系统安全、稳定、高效使用非常重要。 电池管理系统(BMS)简介 电池管理系统俗称之为电池保姆或电池管家,简称为BMS,是Battery Management System 的缩写。顾名思义电池管理系统是用来管理电池的,以便电池能够维持更好的状态,稳定工作。该系统主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。电池管理系统包括主控单元、采集单元、均衡单元、安全检测、显示单元,各单元之间通过CAN总线进行通讯。 电池管理系统主要有三个功能: 1.实时监测电池状态,通过监测电池的外特性参数如电压、电流、温度等),采用适当的算法,实现电池内部状态(如容量和SOC等)的估算和监控,这是电池管理系统有效运行的基础和关键。 2.在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等。 3.建立通信总线,向显示系统、整车控制器和充电机等实现数据交换。 电池管理系统(BMS)在车用蓄电池系统上的应用 随着国家对新能源汽车的不断推广,整车厂对电池管理系统的需求不断增加。在车用蓄电池系统上,电池管理系统通过通讯接口与整车控制器、电机控制器、能量管理系统、车载显示系统等进行通讯。 整个工作过程大致为:首先利用数据采集模块采取电池的电流、电压和温度等数据→然后将采集到的数据发送给主控模块→主控模块对数据进行分析和处理后,发出对应的程序控制和变更指令→最后对应的模块做出处理措施,对电池系统或电池进行调控,同时将实时数据发送到显示单元模块。 随着电池管理系统在蓄电池系统上应用的优势,越来越多的厂商加入到这个市场当中来,目前专业设计制造电池管理系统的企业主要有:中工巨能、科列、比亚迪、钜威、妙益、高特等。电池管理系统示意图如下: 深圳市中工巨能电池管理系统介绍 深圳市中工巨能科技有限公司是一家新能源环保领域集研发、生产、销售于一体的科技公司,以持续创新为驱动力,致力于“让电动车跑的更远更安心,让更多人安全方便高效的使用优质能源”,提供产品与技术解决方案。公司于2016年度通过ISO-9001和TS16949质量体系认证,是深圳市软件协会认定的双软企业,目前已申报了20多项专利和8项软件著作权。 经过多年技术研发,中工巨能开发出一系列电池管理系统,应用在储能、电动汽车上面,且已在多款产品上进行使用,相比于市场上其它同类产品,中工巨能BMS具有下列优势: (1)独立监控的双系统运行,有效地解决了系统死机,极大程度地提高了系统运行的可靠性。 (2)高效大电流双向主动均衡,高达10A的有效均衡,让电芯性能更一致,有效延长续航里程。 (3)高精度混合SOC估算模型,估算精度≤5%,有效地提高电池使用效率,延长续航时间。 (4)交直流电池内阻测量技术,同时检测电池性能和电池连接问题。 (5)智能自学习控制技术,实时修正控制策略,做到精准高效的电池管理。 (6)绝缘电阻和漏电流双重检测,让安全更近一步。 结束语 电动汽车安全一直是大家关注的问题,作为电动汽车的动力来源,车用蓄电池系统也备受关注,作为蓄电池系统的核心,中工巨能BMS通过不断优化软件程序,提高检测精度,全方位的监控蓄电池系统的运行,保证电动汽车安全、稳定运行,让电动车跑的更远更安心。 恒流充电和恒压充电的本质是什么?
本文包括三个部分： 一、开关电源的恒压模式和恒流模式 二、充电桩之芯的双环控制系统示意图 三、充电过程中恒流充电和恒压充电的本质 从一个外行者角度来看，是否会形成这样一种印象：给电池充电模块本身可以接受来自充电桩控制器的指令，根据需要工作在恒压或者恒流状态。 真的这样吗？ 一、开关电源的恒压模式和恒流模式 “充电桩之芯”作为一种AC/DC电源，它是以恒定电压输出还是以恒定电流输出，这是由“充电桩之芯”自己决定的吗？为了回答这个问题，我们需要科普一下开关电源的“恒压”工作模式和“恒流”工作模式。假设读者已经理解负反馈控制原理，或者提前百度科普一下。 恒压（CV，ConstantVoltage）模式，是指开关电源的输出电压恒定，开关电源的控制环路是电压环在起作用，电压环的给定电压就是电源输出的“恒定电压”。恒压模式下的输出电流大小是由负载决定的。 1.对于单环控制系统，恒压模式下，电压环在工作。 2.对于双环控制系统，恒压模式下，如果电压环是内环，电流环是外环，内环电压环在工作，外环电流环没有参与控制，或者说外环失效了; 如果电压环是外环，电流环是内环，双环都在工作，外环电压环的PI输出作为内环电流环的给定。 恒流(CC，ConstantCurrent)模式，是指开关电源的输出电流恒定，开关电源的控制环路是电流环在起作用，电流环的给定电流就是电源输出的“恒定电流”。恒流模式下的输出电流大小是由负载决定的。 对于单环控制系统很好理解。对于双环控制系统，电流环和电压环怎么相互转换的，这对于初学者并不好理解。 二、充电桩之芯的双环控制系统示意图 下图是充电桩之芯的控制原理示意图( 这张示意图刻意简化处理了，着重于理解双环，不是标准的控制原理图，譬如图中并没有画出主电路，采样电路)。为方便理解，这张图上也没有画出均流算法。对于均流的理解，将另文介绍，敬请期待。 打印这张图放在口袋里，好好琢磨理解透彻是必要的。 图1 充电桩之芯控制环路示意图（未包括均流环） 图中各英文简写的含义如下： IBMS表示BMS发送来的“电流需求”， VBMS表示BMS发送来的“电压需求”。 Imax表示电源主电路硬件上能允许的最大电流，是电源软件预先设定的。 Vmax表示电源主电路硬件上能允许的最大电压，是电源软件预先设定的。 If表示从主电路检测的反馈电流，Vf表示反馈电压。Vgc表示电流环PI的输出。PI表示PI算法， Ig表示电流环的电流给定，它是比较IBMS和Imax，取较小值。Vg表示电压环的电压给定，它是比较Vgc,VBMS和Vmx，取较小值。 三、充电过程中恒流充电和恒压充电的本质 充电过程中，充电系统的“主脑”BMS发送给“从脑”充电桩控制器（在国标上用“充电机”表示）的报文种类繁多，但是，与充电桩之芯是工作在恒流还是恒压模式相关的指令性报文信息并不多。根据国标GB/T 27930-2015，《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》，全部列举相关信息如下： 1，PGB9984，BMS握手报文，提供BMS“最高允许充电总电压”。 2，PGN1536，充电参数配置阶段，BMS发送给充电机的动力蓄电池充电参数，给出了“最高允许充电电流”和“最高允许充电总电压”。 3，PGN4096，电池充电需求报文（BCL），这是充电过程最关键的报文。 摘录如下： 这段条文中提到的CML报文是充电机最大输出能力报文，充电机发送给BMS的充电机最高输出电压，最大输出电流，最低输出电压，最小输出电流等。 这段报文没有解释如何进入恒压或恒流模式，只是换一种方式解释了恒压模式和恒流模式的含义： 在恒压充电模式下，充电机输出的电压应满足电压需求值，输出的电流不能超过电流需求值; 在恒流充电模式下，充电机输出的电流应满足电流需求值，输出的电压不能超过电压需求值。 写到这，我想到的重要问题是： 1.BMS是根据什么给出“电压需求”和“电流需求”的？ “电压需求“和电池的“最高允许充电总电压“之间是否有关系？ “电压需求”和充电时电池的端口电压是否有关系？ 接下来的问题是： 2.实际充电过程中，充电桩之芯的“双环”是如何切换的：什么时候只有内环电压环工作？什么时候外环电流环在工作？ 回答第2个问题就需要知道第1个问题的答案。报文中发送了“充电模式”信息给充电机。这可能令人产生误会，以为BMS下指令要求充电机工作在恒压模式或恒流模式。这是错误的理解！BMS给电源提供恒压或恒流指示，只能表示BMS希望电源工作在恒压或恒流，但电源是否工作在恒压或恒流，是由“电压需求”，“电流需求”，及电池这个被充电的负载当前的电压值决定的。 记住：“电压需求”就是图1中的Vg，电压给定，“电流需求“就是图1中的Ig，电流给定。 对于比较资深的电源工程师来说，不难理解下面这样一个结论： 当满足“电压需求>电池电压+内阻x电流+连接线压降+防反接二极管压降“这个条件时，就是恒流，否则，就是恒压。 如果你不理解上述结论，说明你还没有理解透彻充电的过程，没有理解控制环路的工作原理。 欢迎来电来函交流！ --------------------------------------------------------------- 汽车工程师之家 |
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