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【分析】電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)乎電動(dòng)汽車安全大計(jì)

2017-10-20 11:41:13 第一電動(dòng)網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心是動(dòng)力電池組,通常一個(gè)電池系統(tǒng)中包含上百個(gè),甚至上千個(gè)電芯,如何保持電芯工作在合適的區(qū)間內(nèi),電池管理系統(tǒng)(BMS)發(fā)揮著重要的作用。本篇研究周報(bào)的主要內(nèi)容是電池管理系統(tǒng)在電動(dòng)汽車
電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心是動(dòng)力電池組,通常一個(gè)電池系統(tǒng)中包含上百個(gè),甚至上千個(gè)電芯,如何保持電芯工作在合適的區(qū)間內(nèi),電池管理系統(tǒng)(BMS)發(fā)揮著重要的作用。
 
本篇研究周報(bào)的主要內(nèi)容是電池管理系統(tǒng)在電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)中的重要性。通過(guò)幾個(gè)典型的案例,分析研究電池管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)不妥當(dāng)?shù)臅r(shí)候會(huì)如何影響電池系統(tǒng)和整車的正常運(yùn)行,供整車企業(yè)參考。
 
第一部分整車安全和電池系統(tǒng)
 
首先是安全層面,我們可以發(fā)現(xiàn)BMS設(shè)計(jì)不當(dāng),主要是電池參數(shù)監(jiān)測(cè)機(jī)制失靈對(duì)于電動(dòng)汽車而言會(huì)帶來(lái)相當(dāng)?shù)陌踩[患,與BMS和電池相關(guān)的整車危害包含:
 
1.意外釋放的熱能引起燃燒或火災(zāi):電池管理系統(tǒng)未能有效反映電池工作狀態(tài),導(dǎo)致在車輛使用過(guò)程中,電池意外地釋放熱能引起燃燒和火災(zāi);
 
2.意外減速:車輛在行駛過(guò)程中,由于電池自身安全機(jī)制缺陷,無(wú)法提供足夠的能量,功率輸出特性降低,車輛意外減速;
 
3.暴露于高電壓系統(tǒng):BMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)不能保證電池在合適電壓范圍內(nèi)工作,而高壓電氣系統(tǒng)會(huì)對(duì)車內(nèi)乘員產(chǎn)生直接的電氣威脅;
 
4.意外接觸有毒/易燃化學(xué)品:BMS設(shè)計(jì)不當(dāng)還可能帶來(lái)煙霧監(jiān)測(cè)功能失靈,如此,電池系統(tǒng)產(chǎn)生的有毒氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)會(huì)泄露到乘客倉(cāng)里,帶來(lái)接觸危害;
 
5.加速失效、整車動(dòng)力喪失:與第2點(diǎn)類似,電池功率在某些場(chǎng)景下受限。
 
 
圖1電池系統(tǒng)安全在整車安全方面的定位
 
因此,我們需要考慮的是,在BMS系統(tǒng)失靈的時(shí)候,整個(gè)零件層面都會(huì)產(chǎn)生哪些一系列反應(yīng)。在以下的案例中,BMS承擔(dān)著更多的功能,所以也是以探討B(tài)MS的問(wèn)題為主。
 
 
圖2電池系統(tǒng)分解
 
由于動(dòng)力電池系統(tǒng)牽涉比較多的部件和供應(yīng)商,當(dāng)?shù)湫偷氖?wèn)題發(fā)生時(shí),如下圖所示,要解決這些問(wèn)題往往需要從Tier1展開(kāi),定位問(wèn)題的嚴(yán)重性,然后再一級(jí)級(jí)往下進(jìn)行分解。
 
 
圖3問(wèn)題分析和分解的過(guò)程
 
第二部分案例分析
 
案例1:江蘇九龍汽車制造有限公司召回部分大馬牌純電動(dòng)客車
 
2017年10月,江蘇九龍汽車制造有限公司向國(guó)家質(zhì)檢總局備案了召回計(jì)劃,召回2015年4月1日至2016年10月31日期間生產(chǎn)的部分2015款6米純電動(dòng)客車,共計(jì)51輛。車輛部分批次BMS程序誤刷成測(cè)試版,測(cè)試版程序中低溫環(huán)境下SOC動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)功能有瑕疵,造成車輛行駛時(shí)可能斷電,車輛失去動(dòng)力,存在安全隱患。處理辦法為將對(duì)缺陷車輛的BMS(電池管理系統(tǒng))刷新程序,以消除安全隱患。
 
SOC(stateofge,電量狀態(tài))算法是BMS開(kāi)發(fā)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一,企業(yè)對(duì)SOC估算的高精度也往往是宣傳的亮點(diǎn)。
 
 
圖4由于低溫的SOC估算出現(xiàn)偏差的問(wèn)題
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