动力电池系统一致性控制.ppt

1、动力电池系统一致性控制解决方案探索，湖北德普电气股份有限公司，北京，2014年8月，动力锂电池组不一致性问题，动力锂电池组不一致性解决方案，保证动力电池系统能够通过三个层次的空间和两个阶段的时间，在整个产品生命周期内满足动力电池系统的寿命要求。1.电池生产过程的一致性控制。蓄电池组3的一致性控制。关键节点参数控制电池单元、模块和电池组的容量评估；电池芯、模块和电池组的DC内阻评估；评估电池、模块和电池组的温度分布；4.使用中动力电池(PACK)系统一致性的保证措施。单电池芯均衡充电策略；电池组系统的温度监控策略：电池层是电池组系统的基础，电池容量一般为25AH、50AH、100AH等。根据需要

2、串联和并联；电池生产过程的常规控制策略包括：人机物料循环；电池一致性评价的要点是：DC内阻评价和电池温度分布评价；电池容量、温度和交流内阻是常规电池容量分配组的重要指标。电池温度分布曲线和电池DC内阻是保证电池一致性的重要指标。空间三级保证PACK一致性，空间三级保证PACK一致性，模块层在电池芯和系统PACK之间起连接作用。电池模块一致性设计和评估重点：电池DC内阻、电池温度分布特性、电池极耳温度连接触点和母线热分布特性的一致性，电池模块效率损失的一致性评估(电池数量：3-30节串联电池)(箱：电动公交车电池组，电池容量300AH，电池号180系列)设备：120伏/400安电池综合测试平台；

3、两台多点热像仪(固定摄像机)；1个多点(便携式)；测试：DC内阻测试与评估，25环境，标准物质浓度10%，标准物质浓度50%，标准物质浓度80%。PACK系统层：满足整车系统的要求，动力电池系统的一致性设计和评估重点：模块DC内阻的一致性；模块的温度分布特性；模块间连接触点的热量分布；模块效率损失；电池组系统的评估；设备要求：1套750伏/400安电池综合测试平台；两台多点热像仪(固定摄像机)；测试：DC内阻测试和系统热分布，测试环境25度，电池容量10%，50%，80%。三个层次的空间保证PACK一致性，1)电池生产过程一致性解决方案：电池生产过程的人机材料法循环控制；2)电池组件匹配组一致

4、性解决方案电流匹配过程：内阻测试：交流内阻法测试电池内阻；容量测试：采用单一充放电设备；这三个级别的空间保证了PACK的一致性，设备之间的电流差(误差)导致每个单个电池在划分体积时电流和容量不一致。此外，单个均容装置充电效率低，放电能量消耗大，能量浪费严重，由此产生的温升不利于一致的分选和分组。电流I1，I2.单个电池中的in是离散的，这导致恒定容量的误差。然而，不一致的容量导致不一致的内部阻力。传统的容量分配设备保证了PACK在三个空间层次的一致性，并采用先进的容量分配技术，温度监控：保证电池在相同温度下的内阻和容量选择；容量测试：采用多单充电池系列均容设备；内阻测试：用串联直流内阻法测试电

5、池芯的内阻；流过每个单体电池的电流完全一致，有效保证了容量和内阻测试的准确性。这两个阶段的时间保证了PACK的一致性、锂电池系列容量共享的工艺流程和战略锂电池系列容量划分和匹配具有创新性，具有良好的电流一致性，可保证容量测试的准确性、容量准确性、DC内阻测试的准确性(相同的荷电状态)在相同的温度测量点、容量准确性、内阻准确性、匹配组的准确性(容量、内阻和温度均为分组条件)、高充电效率和能量反馈功能。另外，能量反馈有利于车间的恒温效益，有利于电池容量和内阻的测试。使用中：单节电池均匀充电，BMS系统有自己的均衡功能；利用楼宇管理系统的平衡功能，有两种模式：主动平衡模式；通过充电均衡；被动均衡模式

6、：放电均衡；这两种方法各有特点，根据不同的使用条件和成本做出不同的选择。充电均衡(电池有自己的充电模块)这是主动均衡模式；优点：这种均衡方式效果好，可以校准SOC；不足：只有充电时才能平衡；增加采购成本；可维护性平衡(多通道单充电器)优点：节省充电时间；电池一致性得到保证；SOC已经过校准；缺点：这会增加维护成本并使布线困难；PACK的一致性在两个阶段得到保证。在使用中，单个电池被均匀充电，并与电池管理系统合作安装在电池系统中。不仅将电池电压作为不一致性判断的依据，保证每个单体电池充满电；KM1、KM2和充电器由BMS控制。在正常充电过程中，KM1被拉入，KM2被断开，电池组由充电器根据电池管理系统设置的过程充电。当单个电池达到切断条件时，KM1关闭，KM2被拉入。此时，充电器根据电池管理系统设置的电压为每个充电模块提供恒压电源供电，充电模块以恒压限流模式对每个单体电池进行充电，直到所有单体电池都充满电。使用中：电池热管理系统和PACK系统温度监控是保证电池容量一致性的措施之一。温差会大大降低容量。温度的一致性控制可以从多方面考虑：箱体结构；不同的模型有不同的思维方式；散热模式；自然风冷、强风和水冷；BMS和车辆控制器之间的协调。时间两阶段保证电池组一致性，对电池组整