Проектирование системы управления аккумуляторными батареями для электромобилей
Основные функции системы управления аккумуляторными батареями
Система управления аккумулятором тесно интегрирована с силовой батареей электромобилей и постоянно определяет напряжение, ток и температуру аккумулятора. Она также выполняет обнаружение утечек, терморегулирование, управление балансировкой аккумулятора, напоминания о тревоге, вычисляет оставшуюся емкость, мощность разряда и сообщает о состоянии SOC&SOH. Она также использует алгоритмы для управления максимальной выходной мощностью в соответствии с напряжением, током и температурой аккумулятора для получения максимального пробега и использует алгоритмы для управления зарядным устройством для зарядки оптимальным током. Она взаимодействует с главным контроллером транспортного средства, контроллером двигателя, системой управления энергией, системой отображения транспортного средства и т. д. в режиме реального времени через интерфейс шины CAN.
Основные функции системы управления аккумуляторной батареей: 1) Контроль рабочих условий отдельной ячейки, таких как напряжение отдельной ячейки, рабочий ток, температура окружающей среды и т. д. 2) Защита батареи от сокращения срока ее службы, повреждения или даже взрыва, пожара и других несчастных случаев, которые ставят под угрозу личную безопасность при работе батареи в экстремальных условиях.
В общем, система управления аккумулятором должна иметь следующие функции защиты цепи: защита от перенапряжения и пониженного напряжения, защита от перегрузки по току и короткого замыкания, защита от перегрева и перегрева, а также обеспечивать множественную защиту аккумулятора для повышения надежности системы защиты и управления (аппаратная защита имеет высокую надежность, программная защита имеет большую гибкость, а защита ключевых компонентов системы управления предоставляет пользователям третий уровень защиты). Эти функции могут удовлетворить потребности большинства аккумуляторов мобильных телефонов, электроинструментов и электровелосипедов.
Электромобили создают более серьезные проблемы для систем управления аккумуляторными батареями
Система интеграции аккумулятора электромобиля представляет собой открытую систему питания, которая взаимодействует через автомобильную шину CAN и работает с системой управления транспортным средством, зарядным устройством и контроллером двигателя для соответствия концепции безопасного вождения автомобиля, ориентированной на людей. Поэтому система управления аккумулятором автомобильного класса должна соответствовать требованиям TS16949 и автомобильной электроники, обеспечивать высокоскоростной сбор данных и высокую надежность, связь по автомобильной шине CAN, высокие возможности защиты от электромагнитных помех (высший уровень требований EMI/EMC) и функции онлайн-диагностики.
Его основными функциями являются: высокоскоростное получение информации, такой как напряжение и температура аккумулятора; достижение высокоэффективной балансировки аккумулятора, что позволяет в полной мере использовать емкость интегрированной системы аккумулятора для увеличения срока службы интегрированной системы аккумулятора, одновременно снижая тепловыделение; оценка и отображение состояния аккумулятора и оставшегося заряда; высоконадежный протокол связи (автомобильная коммуникационная сеть CAN); технология силового агрегата должна гарантировать безопасное использование аккумулятора, в полной мере использовать потенциал аккумулятора, обеспечивать производительность аккумулятора и увеличивать срок его службы; управление температурой аккумулятора и рассеиванием тепла, чтобы аккумуляторная система работала в среде с относительно стабильной температурой; обнаружение утечек и сложная конструкция заземляющего провода.
Поскольку среда распределения аккумуляторных батарей в электромобилях очень сложна и они находятся в рабочем состоянии высокого напряжения и большой мощности, требования к ЭМП/ЭМС очень высоки, что создает дополнительные проблемы при проектировании систем управления аккумуляторными батареями.
