BMS电池管理系统-锂平衡全球新能源大会报告

Klik for at redigere titeltypografi i masteren,Klik for at redigere typografi i masteren,Andet niveau,Tredje niveau,Fjerde niveau,Femte niveau,CONFIDENTIAL,*,北京传实伟业科技有限公司,电池管理技术,2011,全球新能源汽车大会,北京,1,CONFIDENTIAL,演讲内容,CONFIDENTIAL,2,Pb-Acid,NiCad,NiMH,Li-Ion,Enabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World,简述,何谓电池管理,电池管理市场分析,BMS,性能和技术发展挑战,应用案例分析,Lithium Balance,的,BMS,技术,CONFIDENTIAL,3,Pb-Acid,NiCad,NiMH,Li-Ion,Enabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World,简述,何谓电池管理？,(BMS 101),电池管理市场分析,BMS,性能和技术发展挑战,应用案例分析,Lithium Balance,的,BMS,技术,何谓电池管理,所有电池都需要某种程度的管理，以便发挥电池组最佳性能。,电池组越大，就越需要电池管理。,锂离子电池相对昂贵和不能容忍滥用的特点决定电池管理是至关重要的。,锂离子电池本质上的不安全性要求电池必须妥善管理,4,集功能和管理于一体，确保电池组或电芯操作安全可靠：,1,2,BMS,硬件架构,5,CONFIDENTIAL,可以提供多种形式硬件，典型形式,：,独立盒装单元,散板与电池组集成构成电池包,分布式专用封装单元组合,3,锂离子电池需要电池管理,电池管理系统,(BMS),能够连续监控和管理电池组内电芯的充电、放电、温度以及提供应用程序的接口,保护,例如：,锂离子电池对欠压和过压反应非常敏感,BMS,必须保持电池组在合理的工作范围内，从而延长寿命,性能,例如：,锂电池组内电芯性能随时间累积而性能会发散,BMS,为各个电芯提供均衡功能，从而提高电池组容量。,管理,例如：,介于电池组和应用设备之间的通讯是必要的,，,BMS,提供外部数据接口、状态显示、控制外部切换等管理功能,。,6,CONFIDENTIAL,过充电锂离子电池爆炸图,试验曲线图,保护功能,9,BMS,监控每一只电芯状态，并对严重情况作出处理；,电压监控能够避免过充电或过放电；,电流监控能够避免过流和短路；,温度监控能够防止损伤电池和延长电池组寿命；,处理措施举例：,减少负载输出,(,例如：降速,),或断开电池组的负载输出,断开充电器和电池组连接,启动制冷系统（例如：启动风扇）,100%,50%,0%,特性和功能,测量电池组电压和电流,检测电芯的电压和温度,SoC and SoH,估算,均衡电芯,控制充电器,对地隔离故障检测,接触器控制,(,安全关闭接触器,),通过,CAN,总线提供电池组状态、错误通知、可允许的性能限制,日志记录功能,用于电池使用保修提供支持,BMS,特点和优势综述,11,CONFIDENTIAL,保护,安全和可靠,避免下列行为：,过充电,过放电,过载,短路,高温,/,低温保护,绝缘检测,性能,提高容量、缩短充电时间、延长电池寿命,提供：,放电倍率控制,电芯均衡控制,再生电流控制,优化充电算法,管理,故障诊断软件接口,实现,:,控制输出开关,RS232,与计算机接口,Can,总线,接口,历史记录,RELAY,Load,RELAY,RELAY,12 Volt supply,+,-,HV+,HV-,Current sensor,RELAY,Charger,Temperature sensor,BMCU,LMU,Serial Comm. bus,Resistor,电气安装示意图,通信连接示意图,13,CAN,总线,高电压输出,整车显示器,热管理,充电器,动力总成电机控制器,整车控制器,电池组断开装置,安全装置,Hard lines in,Hard line out,演讲内容,CONFIDENTIAL,14,Pb-Acid,NiCad,NiMH,Li-Ion,Enabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World,简述,何谓电池管理？,(BMS 101),电池管理市场分析,BMS,性能和技术发展挑战,应用案例分析,Lithium Balance,的,BMS,技术,BMS,市场定位,CONFIDENTIAL,15,四个层次电池管理系统,电动工具,笔记本电脑和手机,市场变化后的工业机械领域,汽车级,BMS,.,BMS,功能发展,CONFIDENTIAL,保护电路,-,电动工具中的过压、欠压保,基本低压,BMS,350 volts,电压、温度保护；,SoC,、,SoH,估算、均衡；,充电机控制、接触器控制；,GFI and,外部通讯总线,(CAN),汽车级,BMS,电压、温度保护；,SoC,、,SoH,估算,均衡；,充电机控制；,接触器控制；,GFI,和外部通讯总线,(CAN),；,电池模型，冗余设计和认证,汽车级,BMS,设计需求,设计需求,:,多重安全保护,电压和温度测量的冗余设计,处理器冗余设计或无故障运行,软件架构,按照,ISO26262,标准,的功能开发,实时开路电压测量,基于时间推算电池行为模型的算法,认证,开发过程和产品的完整文档,环境测试,电磁兼容性测试,保证能力,整个生命周期的电池参数记录,价格,性价比最优,17,SAFETY,AND RELIABILITY,演讲内容,CONFIDENTIAL,18,Pb-Acid,NiCad,NiMH,Li-Ion,Enabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World,简述,何谓电池管理？,(BMS 101),电池管理市场分析,BMS,性能和技术发展挑战,应用案例分析,Lithium Balance,的,BMS,技术,均衡,串联组合内各个电芯的荷电状态均衡,电池组容量的最大化,电池组长寿命的关键因素之一,低质电芯功能最大化关键技术,在电池组内电芯寿命方面问题较大,CONFIDENTIAL,19,100%,50%,0%,100%,50%,0%,100%,50%,0%,100%,50%,0%,100%,50%,0%,100%,50%,0%,100%,50%,0%,主动与被动均衡,CONFIDENTIAL,20,均衡类型,被动,主动,方法,能量损耗,能量转移,应用阶段,放电,充电、放电,均衡电流,500mA*,5A,模块之间的能量转移,元器件数量和成本综合考量,元器件数量和可靠性综合考量,专利侵权方面的考量,CONFIDENTIAL,21,未来发展和挑战,确保安全性和可靠性,能源最丰富的电芯是最危险的，我们如何安全使用它们？,如何处理多个电芯寿命差异？,如何减少采集数据来保证电池模型精确？,整合充电基础设施,网格充电控制,直流充电支持,适合大众的安全充电方式,计费,降低成本,如何在提供基本功能、合理价格和由低到中的能量之间折中？,在不损害安全前提下减少项目总体成本。,22,演讲内容,CONFIDENTIAL,23,Pb-Acid,NiCad,NiMH,Li-Ion,Enabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World,简述,何谓电池管理？,(BMS 101),电池管理市场分析,BMS,性能和技术发展挑战,应用案例分析,Lithium Balance,的,BMS,技术,BMS,案例,-,街道清洁车,CONFIDENTIAL,24,“,LB,公司,电池管理系统的保护和监视使,Tennant,能给电池组,5,年的保证。,”,-,项目经理,Vipin Pillai,500ZE,在进行清扫工作,LITHIUM BALANCE,的,S-,BMS,；,15,千瓦无刷电机,；,2,对,60,千瓦电池组布置，配置自动均衡系统,；,运输速度为,25,公里,/,小时,；,8,小时作业,。,BMS,案例,-,TOYOTA,叉车,CONFIDENTIAL,25,LiTHIUM,BALANCE Type 100160,Toyota BT,Reachtruck,lithium ion battery mock up with,LiTHIUM,BALANCE,s-BMS included,“每辆卡车配置一套电池组意味着公司将减少,50%,的电池组和节省大量的电池组更换时间，长循环寿命和免维护给,ROI,和,TCO,留下深刻的印象。”,SuperGros,A/S,公司物流和运营部门经理,Sune,Kristiansen,LITHIUM BALANCE,的,S-,BMS,；,48V/ 800Ah,；,32KW LiFePO4,电池,；,24,小时的冷藏库功能,(,零下,20,度,),。,Installation of the Lithium Ion battery pack,BMS,案例,-,Aixam,Mega,翻斗车,26,The electric,Aixam,Mega Mini tipper,LITHIUM BALANCE,的集成,48,伏,I-,BMS,160,安时电池组系统,由,2,种模式,动力模式：,纯锂电动力，,400,安时,160,安时锂离子电池组,+Balland,的燃料电池系统,完善两辆,Proton,的汽车,使用软包电芯完成模块化的完整的电池系统设计,整合工作由,Lotus Engineering,完成,BMS,案例,-,ECOTRUCK 7500,型车,CONFIDENTIAL,28,“,经过两年的运行，电池容量仍然保持,95%,”,LiTHIUM BALANCE,的,S-,BMS,；,电池组：,800A,h,、,96V,；,续航里程：,1,0,0 km/,次；,最大速度约,40,公里,/,小时,。,BMS,案例,-,绿色能源空中升降机,电池组经过测试不同的电池组结构，丹麦的,Time,公司决定采用,LithiumBalance,公司的大量标准模块完成装配，模块内配有电池组、充电机、电缆和电池管理系统。,CONFIDENTIAL,29,BMS,案例,-,乘用车,LITHIUM BALANCE,的,S-,BMS,；,275,伏系统，,44,千瓦时电池组,；,正常,30,千瓦的电动机,；,150,公里的续航里程,；,最大时速为,110,公里,/,小时,。,“,经过,Enerblu,Fiat,认证批准的电动转换器汽车,”,BMS,案例,-,MAN,重卡,CONFIDENTIAL,31,AGV MAN truck - battery box visible behind front wheel,Battery modules with battery management,LITHIUM BALANCE,的,S-,BMS,；,150180,千瓦直流无刷电机,；,120,千瓦时电池组，,310,伏,；,一次充电续航里程为,150,公里,；,整车最大重量为,12,吨,。,BMS,案例,-,混合机车,CONFIDENTIAL,32,LITHIUM BALANCE,的,S-,BMS,；,火车能够以柴油、电力或电池为动力运行,；,在匈牙利运行使用中,。,Modular BMS and battery pack,一个整合的方案,355V 53Ah consisting of 12 battery modules, and 355V 106Ah consisting of 24 battery modules,E.g. A battery block for 53Ah system is made of 8 Kokam cells and 1 LMU board,Integrated communication between the modules (plug-in),演讲内容,CONFIDENTIAL,34,Pb-Acid,NiCad,NiMH,Li-Ion,Enabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World,简述,何谓电池管理？,(BMS 101),电池管理市场分析,BMS,性能和技术发展挑战,应用案例分析,Lithium Balance,的,BMS,技术,产品,类型,35,集成,BMS,S-,BMS,PC,软件,配置单,实时监控,数据记录,附件,电缆线束,保险丝链、安装座、分流器,等,充电机,800,瓦,-3,2,千瓦,经过认证的供应商,由,“,锂平衡,”,进行,配置,开关电路,标准开关盒；,客户化定制设计。,用户清单,36,“,近两年完成了超过,140,个客户的项目,”,先进的软件程序,自主配置用户系统,监控功能,记录功能,可下载板内存储的错误日志,用户自主定义,CAN,总线信息,创建电池模型,自主配置错误事件信息,保存配置信息,下载已存储的配置信息,37,易于建立电池模型,基于温度、放电倍率补偿的增强型库仑计数法,验证算法的试验一直持续到,2011,年,38,放电电流限制,电池模型可使用,SoC,或温度的函数来计算允许的放电倍率,39,可再生电流限制,电池模型可使用,SoC,或温度的函数来计算允许的可再生电流,40,You choose the response,User configurable safety shutdown sequence, you determine on which errors the system will open relays and after how long,Two levels of error notification over CAN, configurable warning level followed by configurable error level,安全性架构,电芯,级别,：过压,/,欠压保护，通过,CAN,总线广播,警告,信息,，,按照用户,定义,方式进行故障处理；,模块级,别,：在,电池组内,和,LMU,板上的,设置,温度传感器,来完成超,温保护，在,每,个电芯周围链式排列,PTC,传感器,来实现对,电芯的高温保护,；,电池组级别,：电芯,/,电池组,的电压不匹配，通讯错误，,绝缘,故障，过流,/,短路，,按照用户,定义,方式，通过,CAN,总线广播警告，同时控制接触器来进行故障处理；,BDU,级别：接触器状态的安全检查,来,检测,接触器是否处于正常工作状态,，选项,HVILL,用于,检查接触器状态,；,微处理器级,别,：,板级看门狗,，以防止系统,死机,42,BMS 5.7,版最新功能,A cell voltage calibration function,The,precharge,function has been improved to give a more precise operation,Autonomous balancing,；,Use with external leak detection,；,Up to 1000volts with the new HV,；,Parallel pack configuration supported,CONFIDENTIAL,43,参考客户,近两年完成了超过,140,个客户的项目,44,This presentation and its contents should be treated as confidential,CE,认证和奖项,CONFIDENTIAL,45,2009,欧洲动力汽车创新奖,Frost & Sullivan,的获奖者,.,2010,年,Eurecan,企业创新,竞赛获亚军,产品经过的认证：,2006/95/EC,低压指令（安全性认证）；,2004/108/EC,电磁兼容性指令（,EMC,认证）,值得永久回味,46,实现良好的电,池管理或其它,特别感谢资料提供,北京传实伟业科技有限公司,电话,:+86(10) 5783 9230 +86(10)13911815348EMAIL:,leo.lee,地址：北京市朝阳区望京东路,8,号锐创国际中心,2,号楼,1714,室,CONFIDENTIAL,47,