《{项目管理项目报告}项目评审报告2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{项目管理项目报告}项目评审报告2（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新一代电池管理系统,报告人：周琦 E-mail：,Page 2,背景简介,研究内容,实施方案,进度安排,预期成果与经费预算,Page 3,背景简介：,能源危机和环境污染问题的日益加剧使得电动汽车的研究成为汽车研究的重要方向。而电动汽车动力电池的电池管理系统作为电动汽车的核心部件,也成为了电动汽车领域的一个研究重点。电池管理系统(BMS)通过对动力电池总电压、总电流、单体电压、温度和绝缘电阻等物理参数的实时测量以及控制,实现对动力电池的实时监控,为电动汽车稳定安全运行提供保障,同时也是提高动力电池的使用效率和使用寿命的保证。电池管理系统作为连接车载电池和电动汽车以及与用户的重要纽带，成为研制、开
2、发的重要环节之一。,Page 4,背景简介,研究内容,实施方案,进度安排,预期成果与经费预算,Page 5,研究内容：,新一代电池管理系统,BMS关键技术研究,研究内容,通过电池管理系统(BMS)中的关键技术的研究为BMS集成系统的开发提供技术保障与支撑。从而进一步提高电池管理系统运行的稳定性、安全性和可靠性。,在现有量产电池管理系统技术和上述关键技术研究的基础上，开发新一代电动汽车锂动力电池管理系统(BMS)。进一步完善电池管理系统功能，提高电池状态估计的精度和鲁棒性，优化产品的性能。,BMS集成系统开发,Page 6,BMS关键技术研究：,研究目标,研究适应不同环境工况下的电池SOC估算方
3、法，提高SOC估计的精度和鲁棒性。,研究车载动力电池组健康状态（SOH）的估计方法和实现技术。,研究基于主动均衡电路的控制策略与算法实现。,研究与规范电池管理系统测试与标定技术。,Page 7,双击添加 标题文字,BMS集成系统开发：,BMS集成系统的开发是在上述关键技术研究的基础上，完成电池管理系统的硬件与软件开发，通过软件硬件联合调试，测试并完善系统功能，最终实现满足系统功能需求新一代电池管理系统。,Page 8,背景简介,研究内容,实施方案,进度安排,预期成果与经费预算,Page 9,实施方案：,设计要求,电池管理系统主从式结构,BMS集成系统开发,BMS关键技术研究,可行性分析,项目成
4、员分工,Page 10,双击添加 标题文字,实施方案（设计要求）：,性能指标： 1 供电电压 额定工作电压：24V；工作电压范围：直流18V36V。 2 单体电压采集 BMS单体电压采集范围：0V5V；电压值0V2V（含2V），误差绝对值5.0%F.S.R（即100mV）；电压值2V5V，误差绝对值0.2%F.S.R（即10mV）。 3 总电压采集 电压检测范围：0V400V；电压值为0V200V时，误差绝对值1%F.S.R(即2V)；电压值为200V400V时，误差绝对值0.25%F.S.R(即1V)。 4 温度采集 BMS温度采集范围：-40125；误差绝对值1；测量精度0.5。 5 电流
5、采集 BMS电流采集范围：-400A400A；电流绝对值0A200A（含200A），误差绝对值0.5%F.S.R(即1A)；电流绝对值200A400A，误差绝对值0.5%F.S.R(即2A)。 6 SOC估算精度 符合QC/T 897-2011电动汽车用电池管理系统技术条件4.2.4要求，同时SOC测试工况下：80%SOC30%时，精度要求8%；SOC80%或SOC30%时，精度要求6%。分辨率0.1%。,Page 11,双击添加 标题文字,实施方案（设计要求）：,7 均衡电流 主动均衡电流不小于2A，被动均衡电流不小于200mA。 8 工作电流 BMS在继电器断开情况下，BMS的工作电流1A
6、。 9 初始化时间 BMS从上电到发出有效的整车CAN通信信号，初始化时间350ms。 10 通信接口终端电阻 CAN终端电阻要求：整车通讯、诊断CAN无终端电阻（PCB板上设计但不焊接）；直流充电CAN带120终端电阻；内部的INCAN无终端电阻（PCB板上设计但不焊接）。 11 通讯速率 RS485:9600bps；CAN:250kbps。 12 数据存储 记录周期范围：2s10s；记录内容：单体电压、温度、电流、总压、SOC等关键历史数据。,Page 12,双击添加 标题文字,实施方案（设计要求）：,可靠性指标 1 防护等级 满足GB/T4942.2要求。 2 抗震等级 满足GB/T18
7、488.2-2001要求。 3 电池及管理系统高压安全性 符合GB-T18384的规定要求。具有过压，过流及短接和反接保护。 耐电压满足GB/T18488.1-2001。 4 绝缘电阻，绝缘耐压，防火阻燃 符合GB4943有关要求等安全性能。 5 电磁兼容性要求 满足GB/T18655-2002，GB/T17619-1998，GB/T21437.2-2008的要求。 环境指标 1 存储环境温度 存储环境温度范围：-4090。 2 工作环境温度 工作环境温度范围：-4085。 3 工作湿度 工作湿度范围：90%，不结露。,Page 13,实施方案：,设计要求,电池管理系统主从式结构,BMS集成系
8、统开发,BMS关键技术研究,可行性分析,项目成员分工,Page 14,双击添加 标题文字,电池管理系统主从式结构（从机）：,电压与温度检测芯片,LED数码管,MCU,接插件,24VDC/5VDC,电源模块滤波电路,晶振,数字隔离芯片,Page 15,电池管理系统主从式结构（主机）：,CAN2,Micro SD数据存储,MCU,电源模块滤波电路,接插件,纽扣电池,SD卡稳压芯片,二级运放,电流检测基准电压芯片,继电器控制,晶振,CAN1,INCAN,CAN3,24VDC/12VDC,12VDC/5VDC,Page 16,实施方案：,设计要求,电池管理系统主从式结构,BMS集成系统开发,BMS关键
9、技术研究,可行性分析,项目成员分工,Page 17,双击添加 标题文字,实施方案（ BMS集成系统开发）：,电源设计： 电源模块的主要功能是为BMS中各模块提供工作所需的电源。考虑到系统的冗余性，新一代BMS拟增加一组备用电池组为电池管理系统电源模块提供电源，使电池组能够在电压过低时切换到备用电池组来维持BMS的正常工作。,电源模块,Page 18,双击添加 标题文字,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,电流、电压与温度检测： 电流、电压与温度检测的精度直接影响着电池状态估计的准确性和电池的安全性，新一代电池管理系统将从传感器选型和电路设计两方面考虑，提升电流和电压信号的检测精度，从而进一步
10、提高电池组SOC的估计精度。,电流检测模块,电压与温度检测模块,Page 19,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,人机交互与CAN通信： 人机交互主要通过CAN分析仪与PC建立连接来对电池管理系统进行参数配置和显示电池的实时状态信息。 从而方便用户、电池维护人员以及系统设计人员掌握电池的状态信息。新一代电池管理将开发功能更加强大的电池管理系统的人机交互平台。,CAN通信模块,人机交互,Page 20,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,人机交互,Page 21,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,历史数据存储与数据分析： 新一代电池管理系统针对电池管理系统SD卡数据，建立数据库存储系统
11、与数据分析系统，为电池行为的预测、电池衰减情况的评估提供数据支撑。,历史数据存储,历史数据分析平台,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,Page 23,双击添加 标题文字,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,系统集成： 电池管理系统（BMS）应当保证电池工作在最佳的环境下，并将由BMU获取的关于电池状态的相关参数传送给CCU和外部系统（整车控制器、远程通讯系统等），电池热管理系统与电池均衡系统在BMU的控制下共同工作，保证电池在高效、可靠条件下运行。CCU根据BMU的实时数据进行在线诊断（OBD），并将数据进行显示与存储，对异常状态进行故障报警。CCU内部通过高精度估计算法对电池当前的荷电
12、状态（SOC）和健康状态（SOH）进行估计。,Page 24,双击添加 标题文字,BMS集成系统开发（关键技术、难点，可能的解决思路）：,关键技术、难点： 1）电池信息（包括：电压、电流、温度等信号）的准确获取与信息的可靠传输，即数据采集的可靠性与数据传输的稳定性； 2）电池故障分析与在线报警，电池管理系统的自检与相应处理； 3）电池管理系统与充电机进行CAN通讯实现协调控制和优化策略； 4）电池热管理与电池均衡的实现。 可能的解决思路： 1）选用精度较高的传感器（特别是电流信号）；通过合理的PCB板布局、布线，设计滤波、隔离电路等方法构建稳定的数据传输与CAN通信网络； 2）通过监控软件对电
13、池状态进行实时监控，发现故障及时通知用户，对历史数据进行及时保存和分析，设计相应的自检程序； 3）规范控制协议，研究充电优化策略； 4）准确获取电池温度信息，合理布局温度探头位置，完善风扇控制策略；设计电池主动均衡电路，研究基于主动均衡电路的均衡控制策略。,Page 25,双击添加 标题文字,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,方案一：,Page 26,双击添加 标题文字,实施方案（ BMS集成系统开发） ：,方案二：,Page 27,实施方案：,设计要求,电池管理系统主从式结构,BMS集成系统开发,BMS关键技术研究,可行性分析,项目成员分工,Page 28,双击添加 标题文字,实施方案（
14、 BMS关键技术研究） ：,不同环境工况下的电池 SOC估算方法的研究： 锂电池组的SOC直接反映了电池组的剩余容量，是评估电池组当前性能的重要指标，同时也是估计电动汽车续航能力的重要参数。然而，由于环境变化导致的电池温度、内阻等的变化都会导致电池SOC发生变化。因此，要进一步提高电池SOC的估计精度和鲁棒性需要借助更加先进算法。通过研究EKF、UKP、UPF、模糊算法、遗传算法等方法，研究提高SOC估计精度和鲁棒性的估计方法。 锂电池健康状态（SOH）估计方法的研究： 锂离子电池SOH评估及预测的准确性和维修决策能力的高低，直接决定了系统维护过程的速度和代价的高低。提高电池组系统SOH的评估
15、能力对减少故障、提高电池效率，延长电池使用寿命、降低维护费用、保障电动汽车正常行驶非常重要。本研究拟从如下几个方面开展车载动力电池组健康状态(SOH)的研究： （1）研究适合车载动力电池组健康状态（SOH）的定义与估计方法； （2）研究电池组SOH的主要影响因素； （3）基于上述研究，对电池的健康状态进行在线估计与预测。,Page 29,双击添加 标题文字,实施方案（ BMS关键技术研究） ：,基于主动均衡电路的控制策略的研究： 主动均衡是运用外部电路在单体间传输能量，以达到单体间的平衡。由于主动均衡法不依靠电池本身特性进行均衡，所以这种方法在各种电池系统中都可以使用。另外，由于锂离子电池的温
16、度必需控制在特定范围之内，所以主动均衡是针对于锂离子电池均衡的有效方法。 本研究拟基于实验室已有均衡专利：微电网储能锂电池组无损均衡电路。设计开发满足车载电池组的主动均衡电路和基于主动均衡电路的控制策略。 BMS系统测试与标定技术的研究： BMS 影响着电池的效能、安全性与使用寿命，因此各组机板必须确实符合相关规格。电池电压必须达到毫伏的监控精确度，安全瑕疵不能超出容错范围。这些程序的功能测试，将需要精确、弹性，且耐用的测试方法和标定技术。本研究针对车用动力锂离子电池，研究包括：1）电压；2）电流；3）温度；4）热管理功能；5）SOC；6）SOH；7）均衡功能；8）通讯功能等的测试与标定技术，为测试维护人员提供相应的测试依据和标定规范。,Page 30,双击添加 标题文字,BMS关键技术研究（关键技术、难点，可能的解决思路）：,关键技术、难点： 1）复杂环境工况下的电
