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BMS开发(14) --- BMS基础模型计算需要哪些电芯数据

2024-05-20 11:13:17·  来源：auto2battery制造与测试  
　

电池包如何提供能量，如何合理的提供能量才能既能保证系统安全运行，又能延长电池寿命。这里需要BMS精准的管理。首先回顾下BMS的主要功能，总结讲单体电压、温度测量，总压测量，总电流测量，计算电池状态，热管理，报警，并与外部数据交互通讯。


（1）实时状态监测


通过对电池电压、温度、电流的实时检测，并结合算法模型，实现电池SOC估算与监控


（2）在正确获取电池的状态后，进行均衡管理，充放电管理、热管理、故障报警管理


（3）与外部系统数据交互


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一、SOC-OCV 曲线图



SOC-OCV关系是我们电池参数中非常重要的参数，通常用电池SOC与开路电压OCV对应的曲线来表征。建立数据表时，需要考虑温度状态、老化状态及电芯滞回特性的影响。这里温度及老化的因素好理解，因为随着温度及寿命变化，电池OCV是随之变化的。需要在线对电池的状态进行实时估算，因此选用等效电路模型。需要有基础数据用于电路模型计算。



常见的等效电路模型有一阶、二阶、三阶直至n阶RC网络。一阶 RC 网络模型的误差较大，二阶、三阶 RC 网络模型的精度会有明显的提升。另外，RC 网络阶数并不是越高越好，当阶数超过五阶后，模型误差反而会增加，而且计算复杂度会进一步增加。综合考虑模型精度与计算复杂度，本文选用二阶RC网络等效电路模型，如下图所示。


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同时请注意，电池在充放循环的过程中,存在SOC相同时,开路电压却收敛于不同值的现象，由于迟滞效应的存在,电池的OCV-SOC关系并不是单值函数：根据电流大小、环境温度、充放电历史等因素的不同,同一SOC点,可能会得到不同的与之对应的OCV值。滞效应的影响,在相同的SOC点,充电曲线一直在放电曲线上方。对电池进行完整的充放循环(满充满放),得到主迟滞回路;对电池进行不完整充放循环(部分充放电),得到次迟滞回路。构成主迟滞回路的两条曲线是所有迟滞回路的边界曲线,是最大的闭合回路,次迟滞回路的充放电曲线都在边界曲线内部并有向其靠拢的趋势。


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二 充放电截止电压曲线图


充放电截止电压指的是电池规定的完全充放电时的电压。在制定充放电截止电压表时，要考虑不同温度及不同充放电时间的影响，即在不同温度下分别测量持续及脉冲状态下的截止电压，最终整理后会得到一张如下图所示的表。


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