新能源汽车概论 课件 项目三 动力电池与动力电池管理系统学习任务六 常见品牌电池管理系统

项目三

动力电池与动力电池管理系统学习任务六

常见品牌电池管理系统目录目录飞轮储能电池一太阳能电池二复习题三学习任务6常见品牌电池管理系统学习目标：✦了解不同品牌电池管理系统的安装位置与功能。✦了解动力电池损失后的处理方法。

素养目标：✦养成关注电池管理技术发展的习惯。✦培养学生分析电池状态的能力。一、电池管理系统介绍1.比亚迪E5电池管理系统介绍（1）电池管理系统的安装位置与功能电池管理系统（BMS）是动力电池的“大脑”。比亚迪秦采用分布式电池管理系统，由1个电池管理器和2个电池信息采集器（BIC），及动力电池采样线组成，BIC安装在动力电池内部（图3-6-1），而电池管理器则安装在汽车前舱的辅助蓄电池旁。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-1比亚迪秦EV电池信息采集器的位置

动力电池管理器是比亚迪秦动力控制部分的核心，负责整车电动系统的电力控制并实施监测高压电力系统的用电状态，采取保护措施，保证车辆安全行。其详细功能有充放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、SOC/SOH（剩余电量/容量）计算、自检以及通信功能等。电池信息采集器的主要功能有电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等。动力电池采样线的主要功能是连接电池管理控制器和电池信息采集器，实现两者之间的通信及信息交换。

学习任务6常见品牌电池管理系统（2）电池管理器控制框图

电池管理器控制框图如图3-6-2所示，电池管理器连接在车辆的动力及充电CANBUS网络上，并通过专用信号采样线采集动力电池包内每个单体电池的电压、电池的温度信号。此外，还会结合来自整车控制器的指令，通过控制位于高压配电箱内接触器的通断，去控制电动机控制器的高压电接通，以及外部充电功能。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-2电池管理器控制框图2.吉利EV450电池管理系统介绍（1）电池管理系统的安装位置与功能吉利EV450的电池控制单元（BMU）安装于动力电池内。整个动力电池由17个电池模组通过高压连接片串联而成。每个电池模组都安装有温度和电压信号采样线，将这些信号传递给电池控制单元。电池控制单元包含13个插接器接口，每个插接器接收不同的电池模组信息，包括单体电压、电流、温度及整车高压绝缘等信息。吉利EV450电池管理系统组成如图3-6-3所示。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-3吉利EV450动力电池系统组成电池管理系统（BMS）能够对动力电池组总电压、总电流、每个测点温度、和电池单体的电压参数进行实时监控，并进行故障诊断、SOC（剩余电量比）计算、短路保护、漏电监测、报警显示、充放电模式选择等。BMS可以将动力电池相关参数上报VCU，由VCU控制动力电池的充电和放电功率。电池高压分配单元内部主要包含主正接触器、直流充接触器、主负接触器、预充接触器以及主正和主负接触器两端的预充电阻。接触器用来控制高压电路的通断，预充电阻是在整车高压上电初期对电容进行限制充电的电阻，如果没有预充电阻，高压电直接加在电容上，相当于瞬间短路，过大的短路电流会损坏高压电气元件。（2）ITCS电池智能温控管理系统在寒冷的情况下锂离子的活性会降低，动力电池的活性也会大大降低，但是吉利电池管理系统所搭载的ITCS3.0智能温控管理系统能够实现智能的温控管理，常态保持三元锂电池的最佳工作状态，确保整车高效充放电，这项技术在中国品牌纯电动汽车领域处于领先位置。它能保障电池的性能，有效减少外部气温对电池的影响，使动力电池可以在-30℃到55℃间进行安全有效地充电。学习任务6

常见品牌电池管理系统3.特斯拉电池管理系统认知特斯拉的BMS能够提供精确的电池健康状态预估技术、电池平衡管理技术、电池残电量管理技术、电池热管理技术、诊断与预警技术。即使是同样电池容量的电动汽车，由于BMS的不同，其续航里程、充电时间、启动加速时间和电池寿命将大不相同。特斯拉通过其强大的BMS系统，可以有效实现超过7000节18650号电池的一致性管理，达到高安全性和可靠性目标。此外，在电池冷却、安全、电荷平衡等与BMS相关的领域，特斯拉申请的核心专利超过140项，因此BMS技术是特斯拉的核心竞争力之一。特斯拉电池组的每一组都有其独立的电池管理系统，如图3-6-4所示，位于电池组侧面，即上图绿色部分。其中的感应器和芯片，随时监控每粒电池的温度变化，遇到意外情况，能以毫秒级别时间关闭电池。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-4电池管理系统，图中绿板所示4.蔚来汽车电池管理系统蔚来从管理电池全生命周期入手，延缓电池衰减，确保电池全生命周期内性能平稳。为此，整个电储能系统研发设计不仅要在安全、动力性能上满足车辆行驶工况要求，还要考虑到后续梯次利用需求，并实现快速换电。图3-6-5为蔚来ES8电动汽车。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-5蔚来汽车ES8蔚来采用液冷恒温技术具有换热系数高，冷却、加热速度快等特点，不仅能帮助电池散热，还可以更加精准的进行温控，帮助电池保温。工作时，电芯的温度传递到模组与冷却底板接触，再通过导热垫传给液冷板，液冷板外壁再把热量传导到冷却液，达到降温的目的。加热过程反之亦然。电芯健康程度、外界温度变化和充放电倍率是影响电芯本体SOC性能的三个重要因素。

蔚来BMS电池管理系统具备SOC精准测量与估算、优秀的均衡策略、实时SOH计算预估、电池监控和实时预警等特性，从而保障电池性能稳定输出，确保动力电池长寿命。通过BMS预估SOC，其目的是尽量纠正测量误差，并通过提升传感器测量精度和提升芯片处理能力并配以强大的算法处理能力，利用软硬件性能的最优化设计提升精度。学习任务6

常见品牌电池管理系统蔚来整包电流传感器采用德国进口伊莎贝拉传感器，电流采样精度，采用最新一代英飞凌主芯片，硬件上可具备32位数据处理能力，

能提供较强运算能力。锂电池低温充电永远都是一个难题，电芯最舒适的温度在25度左右。蔚来电储能系统每个电池模组内置有3个电芯温度传感器，可实现温度精确检测和控制。根据企业官方介绍，蔚来ES8电池寿命：1500次充放电循环衰减不于80%，换电零部件支持10000次换电，130秒590度持续火烧无安全问题，从1米高度自由落体在钢板上，电池包结构完整，功能正常，3.5%氯化钠海水时间浸泡测试，电池无进水，功能正常，一次-40℃和85℃冷热交替静置8小时，电池功能正常，承受200KN水平积压无安全问题。学习任务6

常见品牌电池管理系统5.长安深蓝汽车电池管理系统深蓝SL03搭载了iBC数字电池管理系统（图3-6-6），通过2类数字预控管理技术7类数字温控管理技术及高安全性的外部结构设计，能够确保电芯和电池总成热失控的概率接近零，即使单个电芯已产生出热失控表现，也能有效规避整包的热失控。主动安全方面，优选电芯+数字化过程控制和车+云BMS的双重监控组成了2类数字预控管理技术，同时在被动安全方面，醇冷散热技术、瞬态泄压技术、超压密封控制以及全域防短路等7类数字温控管理技术能进一步防止危险的发生及扩大。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-6长安深蓝iBC数字电池管理系统长安深蓝iBC数字电池管理系统，通过采用创新的“车+云BMS双重监控技术”，实现了车云协同。由于长安深蓝“车+云BMS双重监控技术”，拥有实验室与监测车辆在46w台以上，可以构建事故特征数据；更具备深度学习算法能力，可模拟动力电池热失控的规律并生成模型；还可实时采集电池信息，双24小时全天候安全监控……这一系列能力，让该系统能在检测到数据信息的第一时间，即可完成安全预测和报警，准确率达99%。目前，行业主流的电池主动安全，仍是以“电池检测技术”为主。例如，比亚迪DM-i电池热管理系统、蔚来智能电池全生命周期管理系统等等，都是从温度“监测”为出发点，但物理传感器的方式容易发生事故错报、漏报的情况，并且对于车辆充电、静止等状态下的监测力度大大减小，其预警能力自然被大大削弱。学习任务6常见品牌电池管理系统长安深蓝iBC的透明化，让电池安全不再高度依赖于驾驶者的“谨慎与经验丰富度”，“车+云BMS双重监控技术”一旦监测到风险，将第一时间提醒车主采取维修等措施。动力电池一旦发生“热失控”，最终表现一定会呈现为“热失控”。在这一情形下，最后的防线往往取决于两点：一是电池本身安全，二是被动安全设计。关于前者，长安汽车的实力毋庸置疑。从全球顶尖供应商中优选电芯，长安深蓝采用安全性高的低镍三元电芯，并对电芯生产一致性进行严格管控，坚守48道工序1196项标准严控，对于电芯本体的安全性实现了最大化。关于“被动安全设计”，总结来说，具有三大层级：一是采取可立即采取“断电、隔热、散热排温、卸压”等技术，将危险事态大而化小；二是拥有“超密封技术”，将热失控损失控制在箱体内，杜绝波及人身；三是在全工况状态下，车辆均可实现微秒级自动唤醒，警示驾乘人员并自动解锁车辆，联动长安24小时值班人员定位救援。学习任务6

常见品牌电池管理系统iBC数字电池管理系统的“电池模组”几乎每一个位面都进行了防火或散热设计，如图3-6-7所示。在每个相邻电池模组之间，都有防火垫设计，这部分材料运用的是“航天级隔热材料”，也叫气凝胶。可阻隔1200℃以上的高温，即便燃烧亦不会产生有毒气体，可以很好在“热失控”开始时抑制事态蔓延，为驾驶者争取逃生时间。学习任务6

常见品牌电池管理系统1-电池包上盖；2-电池包底座；3-电池模组；4-导热凝胶；5-冷却板；6-防火垫；7-横梁；8-导电泡棉；31-端板；32-侧板；51-镂空结构；52-冷却区域图3-6-7长安深蓝iBC数字电池管理系统电池包设计最为关键的是，一旦监测“短路”发生，该系统“全域防短路技术”，将在10毫秒内完成瞬时断电保护动作。通过高成本、超严格的绝缘防护材料抵抗2万伏高压放电，最大程度杜绝由于电芯短路引起的爆燃现象。即便是最糟糕的情况下，长安深蓝运用超压密封控制技术，打造的“全球首发辊压箱体”，可以防止高达1000kpa的热冲击，让损失发生在有限范围内，而且还拥有瞬态泄压技术，泄压能力最大达到8000L/min，可以有效缓解由于电池热失控导致的高压空间，抑制高温高压爆炸的危险，保护车身财产与驾乘人员不受安全威胁。“热失控”最可怕之处是爆炸和自燃，这两者的直接原因离不开“热量”与“高压”，而它们的控制绝对不容易。学习任务6

常见品牌电池管理系统关于这两点，长安深蓝iBC数字电池管理系统也有严密的设计，其中，定向感压排温和全时感温报警更是深蓝特有的专利技术。首先，“定向感压排温”配合独有的专用排温通道设计，在电池包热失控后可引导高温气体固定向地面排出，防止点燃车轮、挡泥板的车体表面，而且温度可控制在100℃以下，远高于行业400-500℃的标准。长安深蓝iBC数字电池管理系统，全时感温报警系统，拥有微秒级自动唤醒“专利优势技术”。这包括，发生热失控后第一时间实现车门自主解锁，多元视听警告驾乘者，云端联动长安24小时值班人员等。最关键的是，这些动作，可在长安深蓝静止、充电、行驶等任何工况下达成，全方位确保驾乘者毫发无伤地及时离开。学习任务6

常见品牌电池管理系统二、动力电池介绍1.动力电池安装位置现在电动汽车的动力电池组绝大部分安装于汽车底盘底部，如图3-6-8所示。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-8动力电池安装在底部的纯电动汽车在早期的一些电动汽车中，由于其车身还是采用原来传统汽车车身，动力电池也有安装于汽车尾部，尤其是混合动力汽车，如丰田卡罗拉混动、比亚迪秦混动（图3-6-9）就将动力电池组安装在后排座椅的后面。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-9比亚迪秦混动车型动力电池安装位置电动巴士的动力电池一般体积巨大，常常安装于行李箱内部。如图3-6-10所示。学习任务6

常见品牌电池管理系统图3-6-10电动巴士动力电池安装位置2.动力电池损伤处理由于绝大部分的新能源汽车动力电池安装在底盘，距地面的距离最低可达17cm，经过某些涉水区域时，动力电池也会浸泡在水中。就目前来说，动力电池在批量生产前都做过严格的密封性测试，满足IPX7（动力电池浸泡在1米深的水中30分钟后取出，不影响使用）以上的防水要求。部分动力电池甚至在水中浸泡了24小时或用75℃-85℃的高温热水对动力电池进行多角度的喷淋，也未发现进水现象，达到了IPX9的防护等级。但17cm的最低高度，经过某些不平路段或者有个稍微高点的障碍物就会托底刮伤动力电池，动力电池底部的托盘通常都是经过特殊处理的，可以经受住一定程度的严重撞击而不会引起内部短路，但是严重撞击还是有可能导致电池内部短路引发自燃或漏电现象，因此在路上发生过托底、刮伤等事故的车辆应及时前往厂家专业的4S店进行全面检查。一般动力电池的自燃会伴随浓烟，这能够给车内乘客以警示，以更快更早地离开车内。因此，如果我们在行车过程中，看到车辆有烟飘出，就不要犹豫，在确保安全的情况下立刻远离车辆并报警处理，在此期间前往不要试图靠近车辆。学习任务6

常见品牌电池管理系统一、选择题（1）（

）主要功能有电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等。Ａ、BMSＢ、BIC