动力电池管理系统

课程名称：《新能源汽车维护与保养》任务1.1

动力电池管理系统项目三：新能源汽车充电系统保养目录新课引入新知学习技能练习点评巩固案例分析了解动力电池管理系统组成了解动力电池管理系统控制原理了解动力电池管理系统功能能认知动力电池组成点评反思知识巩固请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统知识目标能力目标思政目标了解动力电池管理系统组成了解动力电池管理系统控制原理能认知动力电池组成培养学生民族自信、文化自信；绿水青山就是金山银山，坚持绿色、低碳和可持续发展道路；具体问题具体分析，分析问题时需实事求是；具有团队协作精神不忘安全初心，长效进步是金。请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入

小王接待了一辆新能源汽车，仪表显示电池不能充电故障；小王维修此故障需要那些专业知识呢？思政洞察请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入一、电池管理系统的基本结构1.电池管理系统的基本结构BMS是电池保护和管理的核心组成部分，是电池和整车控制器以及驾驶者沟通的桥梁，通过对电动汽车电池组充放电的有效控制，可以达到增加行驶里程，延长使用寿命，降低运行成本的目的，可有效提高电动汽车的安全性，可靠性及使用性能。请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入数据采集电路采集电池状态信号数据后，通过CAN总线数据传给电子控制单元进行数据分析处理。电池管理系统根据分析出来的结果对系统内的相关模块发出指令，并向外界传递参数信息。电池管理系统也能过CAN与仪表，充电机等进行通信，实现参数显示，充电监控等功能。一、电池管理系统的基本结构2.电池管理系统的控制原理请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入BMS是电动汽车高压电池管理系统，其性能优劣直接影响电动汽车的性能和使用寿命功能：1.电池物理参数实时监测(电压、电流、温度)；2.监测电池的荷电状态(SOC)；3.对电池进行温度监控(热管理)；4.监测高压连接器的互锁状态(HVIL)；5.对电池充放电进行均衡管理；6.控制和监测高压继电器状态；7.故障诊断和安全管理一、电池管理系统的基本结构3.电池管理系统的功能请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（1）电池物理参数实时监测(电压、电流、温度)由于每个单体电池之间的工作电压、储存电量、输出功率和温度的差异，在电池串联电路中充放电状态最差的那个单体电池，对整体电池包的充放电会产生影响。BMS管理系统需要对每个单体电池进行监测和管理一、电池管理系统的基本结构3.电池管理系统的功能请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（2）监测电池的荷电状态(SOC)电池的荷电状态(SOC)是指电池的剩余容量Qrem和电池的最大可用容量Qmax的百分比，即：SOC=100%剩余容量电池在一定放电倍率下放电后，电池剩余的可用容量。剩余容量的估计和计算受到电池前期应用的放电率、放电时间、电池老化程度、应用环境等多种因素的影响，估算比较困难一、电池管理系统的基本结构3.电池管理系统的功能请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（2）监测电池的荷电状态(SOC)最大可用容量即电池从充满电状态以足够小的电流放电至放完电状态过程中的总放电容量电动车辆停放超过3个月时，要确保高压电池包电量在30%(仪表电量显示3格)以上进行存放，不允许在电池包电量显示1格的情况下停放超过7天，否则电池将不可逆转损坏剩余容量Qrem和最大可用容量Qmax的百分比：SOC=100%3.电池管理系统的功能一、电池管理系统的基本结构SOC=100%SOC=30%SOC=10%请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（2）监测电池的荷电状态(SOC)放完电状态当电池的开路电压(OCV)达到放电终止电压时的电池状态，此时SOC=0%；充满电状态当电池的开路电压达到充电终止电压时的电池状态，此时SOC=100%3.电池管理系统的功能一、电池管理系统的基本结构请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（2）监测电池的荷电状态(SOC)由于电池老化(衰减)问题，即使SOC在很高的状态下也无法输出功率，制动能量的回收利用等性能也随之降低。这会导致EV、HEV外部充电时间延长，使车辆的动力性受到影响。电动汽车对电池SOC的要求：5年10万公里电池衰减SOC＜20%，8年20万公里电池衰减SOC＜30%；电池内阻增加输出电流被削减、电压大幅下降；电池性能变差的原因

电池容量降低续航里程缩短、输出功率下降3.电池管理系统的功能一、电池管理系统的基本结构请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（3）电池组的热管理1.电池组热管理主要是对动力电池的冷却系统和冷却装置的检测及控制，为了就是使电池单体间的温度保持均衡，使有害气体可以及时排出，从而达到电池充放电的最大化；2.温度传感器监测散热板循环冷却液温度，将信号发送到BMS，适时启动水泵、风扇一、电池管理系统的基本结构3.电池管理系统的功能请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入温度对可用容量比率的影响锂离子电池温度越高，工作电压平台越高，电池的可用容量越多。如果长期在高温下工作会造成锂离子电池的容量迅速下降从而影响电池的使用寿命，并极有可能造成电池的热失控。电池在大电流放电过程中的热生成率大于充电过程中的热生成率，从而导致放电时的电池温度比充电时的高，长时间大电流大功率放电会造成电池温度升高。一、电池管理系统的基本结构3.电池管理系统的功能请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（3）电池组的热管理温度对可用容量比率的影响在低于-20℃时，锂离子电池中的电解液会凝固，内阻R会变得无穷大，电池内部可能会发生不可逆的变化，导致无法将电池激活到正常状态，电池的可用容量比率急剧减少；将电池温度控制在20-45℃之间，能有效提高电池的使用寿命与可靠性，还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控，提高电池的使用安全性一、电池管理系统的基本结构3.电池管理系统的功能请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（4）监测高压连接器的互锁状态(HVIL)高压互锁是一个环形闭环电路结构，只要断开任何一个互锁节点，信号将不能形成闭环，BMS将切断高压电源的输出；互锁装置的作用是对高压电路连接器安装的安全性进行监测；一、电池管理系统的基本结构3.电池管理系统的功能请在这里输入页面标题任务1.1动力电池管理系统新知学习点评巩固技能练习新课引入（5）对电池充放电进行均衡管理锂电池一致性的变化是一个不断积累的过程，电池使用时间越长，单体电池间产生的差异就越大。同时使用环境也会造成单体电池间一致性的差异。为了确定某个电池的容量，将该电池完全放电然后再充电，并在充电过程中的不同时间进行电流测量，直到达到4.20V的开路电