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1、第七章 纯电动汽车原理与 故障诊断,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,一、蓄电池管理系统的总体组成 1.蓄电池管理系统的基本功能,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,一、蓄电池管理系统的总体组成 1.蓄电池管理系统的基本功能,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,一、蓄电池管理系统的总体组成 2.蓄电池管理系统的基本组成,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,一、蓄电池管理系统的总体组成,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,一、蓄电池管理系统的总体组成,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,二、蓄电池的热管理 1.蓄电池热管理的必要性 蓄电池的温度高，可使蓄电池的活性增加，使
2、能量得到更充分的利用。但是，蓄电池长时间工作在较高温环境下寿命会明显地缩短，当温度太高时，蓄电池还会出现严重损坏的现象。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,二、蓄电池的热管理 1.蓄电池热管理的必要性 蓄电池在低温时，活性明显降低，欧姆内阻和极化内阻增加，放电能力下降，使蓄电池的实际可用容量减小，能量利用效率下降。 在低温下充电时，由于蓄电池的活性差，特别是蓄电池负极石墨的嵌入能力下降，正极反应放出的锂离子可能在蓄电池负极沉积下来，造成锂枝晶的形成，使得可用的锂离子减少，严重的时候还会造成蓄电池内部短路。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,二、蓄电池的热管理 2.蓄电池热管理的原理 锂离子电池
3、工作的温度范围,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,二、蓄电池的热管理 2.蓄电池热管理的原理 1）蓄电池高温控制原理通常采取强制风冷的方法来降低蓄电池的温度。 当蓄电池温度达到设定的高限值时，蓄电池管理系统便起动风机对蓄电池进行降温。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,二、蓄电池的热管理 2.蓄电池热管理的原理 2）蓄电池低温控制原理 在低温时，蓄电池的活性差，当蓄电池管理系统监测到环境温度过低时，也会控制充电装置转入小电流充电，直至蓄电池管理系统监测正常温度时，再控制充电装置恢复至正常电流模式充电。 锂离子电池放电过程释放热量，锂离子电池的低温状态，往往不要主动地去管理。,第五节 纯电动汽车
4、蓄电池管理系统,二、蓄电池的热管理 2.蓄电池热管理的原理 保证蓄电池组的散热均匀性，蓄电池组的通风有串行通风和并行通风两种方式。 1）串行通风方式串行通风方式如图4-18所示。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,二、蓄电池的热管理 2.蓄电池热管理的原理 保证蓄电池组的散热均匀性，蓄电池组的通风有串行通风和并行通风两种方式。 2）并行通风方式并行通风方式如图4-19所示。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 1.绝缘检测的意义 在较高的电压下，电缆线绝缘介质容易老化，受潮湿环境的影响及其他因素的影响，容易导致高压系统线路和车辆底盘之间的绝缘性能下降，致使蓄电池组通过不良
5、的绝缘层漏电，使底盘电位升高。 这不仅会危及车上乘员的人身安全，而且还会影响低压电器和车辆电子控制器的正常工作。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 (1)辅助电源法辅助电源法 在漏电检测装置中，使用一个电压为110V的检测用辅助蓄电池，并使辅助蓄电池的正极与待测直流电源的负极相连，使辅助蓄电池的负极与车辆底盘连接。绝缘性能良好的情况下，漏电电流为零; 绝缘下降情况下，产生漏电电流，此时检测装置根据漏电电流的大小进行报警，并关断待测系统的电源。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 （2）电流传感器 电流传感器是
6、采用霍尔式电流传感器进行漏电检测。将待测系统中电源的正极和负极一起同方向穿过电流传感器， 当没有漏电电流时，电流传感器输出电压为零。 当发生漏电现象时，电流传感器输出电压不为零。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 3）变阻抗网络法 在一些电动汽车上，常采用变阻抗网络法来测量蓄电池对底盘的绝缘电阻，其测量原理如图4-20所示。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 3）变阻抗网络法 当开关S1、S2全部断开时，测量正、负母线与电底盘之间的电压分别Up1、Ua1，由电路定律得到：,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,
7、三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 3）变阻抗网络法 当开关S1闭合，S2断开时，则在正母线与电底盘之间接入了标准偏置电阻Rc1，测量正、负母线与电底盘之间的电压分别为Up2、Un2，同样可得,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 由上面两式可得,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 同样，绝缘电阻在以下两种情况也可以得到 1) S1和S2全部断开，S1断开、S2闭合。 2) S1闭合、S2断开，S1断开、S2闭合。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 改进的方法
8、当S1断开的时候,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 改进的方法 当S1闭合时,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,三、蓄电池组的绝缘检测 2.绝缘检测的方法 改进的方法,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,四、蓄电池组的充电管理 1.车载充电器的充电模式 1）蓄电池的充电方法蓄电池管理系统通常选择智能化的充电方法，以定压、定流、脉冲等基本充电方法组合成智能化的快速充电模式。 2）充电电压的检测方法由车载充电器的充电方法可知，充电电压是控制充电过程的重要参数。 3）蓄电池组中各蓄电池性能不均匀问题的处理,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,四、蓄电池组的充电
9、管理 2.蓄电池管理系统的充电管理,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制 1.能量回馈制动的基本原理 1)紧急制动: 在这种情况下应以机械制动为主，电力制动同时作用。 2)中轻度制动: 通常由电力制动完成减速过程，机械制动完成停车过程。 3)下长披时制动: 可完全由电力制动提供，在制动过程中回馈电流小，充电时间长。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制 2.能量回馈制动的控制策略 1）理想制动力分配控制策略 以使车辆的制动距离最小化为控制目标，控制施加在前后轮上的制动力，同时给驾驶人最佳的制动方向稳定性
10、感觉。 2）最佳制动能量回馈控制策略 在符合制动要求的条件下，在满足对应于给定减速度指令的总制动力情况下，向前轮分配更多的制动力。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制 2.能量回馈制动的控制策略 3）前后制动力固定比值控制策略 对于常规机械制动系统，前后轮制动力的分配比例是固定的。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制 3.直流电动机回馈制动 电动汽车的驱动电动机有多种类型，而不同类型的驱动电动机回馈制动的控制方式是不一样的。,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制 2.能量回馈制动的控制策略 在回馈制动过程中，将电动机电枢驱动电流断开，在电枢两端接入一个开关电路，并使其处于高频同段状态,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制 2.能量回馈制动的控制策略 当开关闭合时，由电动机感应电动势引起的感应电流经开关形成回路，感应电流Ib为制动电流，即 根据他励直流电动机的机械特性，电力制动力矩为,第五节 纯电动汽车蓄电池管理系统,五、制动能量回馈控制 2.能量回馈制动的控制策略 当开关断开时，感应电动势迅速上升，直至感应电动势大于电源电动势时，形成反馈电流，从而把机械能转化为电能并回馈到蓄电池。回馈电流Ia为,
