FEV动力电池系统服务

电动汽车所安装的动力电池系统，由于体积大、重量重等因素，很难在整车上找到非常完美的安装空间。因此，多数整车厂的选择是将其安装在底盘位置以便达到最佳效果。

1、动力电池综述



汽车动力电池组一般是由多组相同的电池或独立的电池单元组成。它们为提高所需电压、容量或功率密度而串联、并联或混合配置。通常分为电池模块、高压电路、低压电路（电池管理系统）三部分。



从外观上来看电池的种类主要分为软包、方壳形和圆柱形三类。其中以LG化学制造的软包应用最为广泛，适用于多种设计且重量轻、能量密度高、易冷却，但是相对低温性差，很容易因为外部冲击而被破坏，主要被通用、福特、现代、雷诺以及沃尔沃等多个品牌所使用；三星SDI制作的方形壳电池生产简单且成本低，但却会有较重的体积而导致设计受限，多被宝马、大众、克莱斯勒等采用；日本松下的圆柱形电池易于生产且有较好的机械稳定性，但却易受热，寿命短，多被特斯拉采用。



2、动力电池电气架构如下图：



3、动力电池管理系统
BMS ( 电池管理系统）是动力电池的控制器，像动力电池的大脑。通常一个动力电池管理系统应该有这些功能：



a. 监控功能
一个动力电池管理系统可能监控着电池的各个状态。例如：
电压：总电压、单个电池的电压、电池电压的最小值和最大值；
温度：平均温度、冷却液入口温度、冷却液出口温度和单个电池的温度；
电池荷电状态(SOC) 和放电深度 (DOD)：表示电池的电量；
健康状态 (SOH)：对电池剩余容量不同定义的测量作为原始容量的百分数 ；
功率估算 (SOP)：根据当前温度和其它限定条件，给定限定时间间隔的可用功率；
冷却液流量：风冷或者液冷电池；
电流：电池电流的输入和输出。

b. 能量回收
电池管理系统也可通过反向电流回收来控制电池的能量（例如从再生制动）返回到电池组。



c. 估算
电池管理系统会基于以上项目估算价值，例如估算：充电电流的最大值作为充电电流限值、放电电流的最大值作为放电电流限值、能量（千瓦时）自上次充电后的能量传递、电池内阻（决定开路电压）、电荷（电池容量）的输出或存储、自第一次使用后的总能量传递、自第一次使用后的总操作时间、周期的总数等。

d. 通信
电池管理系统的中央控制器与电池的硬件等级进行内部通信，与上一级的硬件例如整车控制系统或者PC机进行外部通信。与上一级控制器的外部通信很简单，一般使用几种不同类别的串行通信、CAN总线通信（通常用在骑车环境）、不同类别的无线通信等。



e. 电池与负载电路连接：
电池管理系统在预充电系统控制中也起重要作用，允许一个安全的方式连接电池和不同的负载以及消除负载电容器过多的冲击电流。对负载的连接通过被叫做接触器的电磁继电器来控制。预充电电路可以使功率电阻器与负载串联直到电容器被充电。
另一种选择是，并联的开关电源可以用来对负载电路的电压进行充电，使其达到足够接近电池电压的水平，从而关闭电池和负载电路之间的接触器。电池管理系统应该有一个电路，可以检查继电器是否在预充电前已经关闭（例如粘连），以防止冲击电流发生。

f. 充电管理
对于动力电池来说，充电是一个很重要的功能。电动车辆的电池必须定期充电。电动车辆的电池通常在电力网充电（在家或使用街道和商店的充电点）。电能由多种多样的能量转化而来，例如煤、水力水电、原子能等等。通常电池管理系统的充电组件有与充电器或整车控制器通信、执行充电策略、计算充电电流和充电电压需求等功能。



g. 热管理
温度对电池各方面的性能都有影响。温度场的不均衡性将加重电池组的不一致性，所以管理它很有必要。热管理的目的是将电池系统的温度保持在一定范围内加热或冷却，尽可能的保持电池包内温度的一致性。



4、核心算法
动力电池被用作为电力汽车提供能量的一部分，电池状态的高准确性和高适应性以及电池寿命的估算是提高电动汽车能源管理和电源管理的前提条件。我们将SOC（荷电状态），SOP（功率估算）、SOH（健康状态）状态的估算作为电池管理系统的核心算法。



SOC（荷电状态）：相当于BEV、HV、PHEV等电池包的燃油表。SOC的单位是百分数（0％=没电；100％=充满）通常，SOC不能直接测量但是可以从直接测量的变量进行估算。

SOP（功率估算）：时间间隔电源使用，温度和其他条件可用功率的数目。通常我们为了得到目前的SOP会做一个查表算法。锂离子电池的SOP是电动汽车安全控制和能量回收的重要估算参数，这个参数表明在固定。

SOH（健康状态）：健康状态是电池状态的品质因数（或者是电芯，电池包）与理想状态比较。健康状态的单位是百分数（100％=电池的状态与电池的规格匹配）。一般在生产的时候，一个电池的健康状态是100％，随着时间的推移和使用的增加，这个比率将减少。然而，在生产的时候，一个电池的性能可能与它的规格并不匹配，这是因为最初的健康状态低于100％。





动力电池是限制新能源汽车发展的重要因素之一，FEV在新能源领域拥有前沿的技术优势以及丰富的资源。FEV可提供电池系统开发，包括电池管理系统及电池测试。除对标准模组及BMS进行开发测试，也可针对动力电池新产品开发为客户提供定制化服务。

FEV的优势：
提供电池开发管理服务，包括电池管理系统开发及电池测试；
设定技术参数、时间节点、项目完成验收、文案存档等一揽子服务；
集合全球优质资源，组建多元、跨学科锂离子电池开发团队。