電池管理技術和發(fā)展

1、電池管理技術和發(fā)展1CONFIDENTIAL演講內容簡述 何謂電池管理電池管理市場分析BMS性能和技術發(fā)展挑戰(zhàn)應用案例分析Lithium Balance的BMS技術CONFIDENTIAL2Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World簡述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場分析BMS性能和技術發(fā)展挑戰(zhàn)應用案例分析Lithium Balance的BMS技術CONFIDENTIAL3Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEn

2、abling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World何謂電池管理所有電池都需要某種程度的管理，以便發(fā)揮電池組最佳性能。電池組越大，就越需要電池管理。鋰離子電池相對昂貴和不能容忍濫用的特點決定電池管理是至關重要的。鋰離子電池本質上的不安全性要求電池必須妥善管理4集功能和管理于一體，確保電池組或電芯操作安全可靠：12BMS 硬件架構CONFIDENTIAL5可以提供多種形式硬件，典型形式：獨立盒裝單元散板與電池組集成構成電池包分布式專用封裝單元組合3鋰離子電池需要電池管理CONFIDENTIAL6電池管理系

3、統(tǒng)(BMS) 能夠連續(xù)監(jiān)控和管理電池組內電芯的充電、放電、溫度以及提供應用程序的接口保護例如：鋰離子電池對欠壓和過壓反應非常敏感BMS必須保持電池組在合理的工作范圍內，從而延長壽命性能例如：鋰電池組內電芯性能隨時間累積而性能會發(fā)散BMS為各個電芯提供均衡功能，從而提高電池組容量。管理例如：介于電池組和應用設備之間的通訊是必要的，BMS提供外部數(shù)據(jù)接口、狀態(tài)顯示、控制外部切換等管理功能。過充電鋰離子電池爆炸圖試驗曲線圖保護功能9BMS監(jiān)控每一只電芯狀態(tài)，并對嚴重情況作出處理；電壓監(jiān)控能夠避免過充電或過放電；電流監(jiān)控能夠避免過流和短路；溫度監(jiān)控能夠防止損傷電池和延長電池組壽命；處理措施舉例：減少負

4、載輸出(例如：降速) 或斷開電池組的負載輸出斷開充電器和電池組連接啟動制冷系統(tǒng)（例如：啟動風扇）100%50%0%特性和功能測量電池組電壓和電流檢測電芯的電壓和溫度SoC and SoH估算均衡電芯控制充電器對地隔離故障檢測接觸器控制(安全關閉接觸器)通過CAN總線提供電池組狀態(tài)、錯誤通知、可允許的性能限制日志記錄功能 用于電池使用保修提供支持BMS 特點和優(yōu)勢綜述CONFIDENTIAL11保護安全和可靠避免下列行為：過充電過放電過載短路高溫/低溫保護絕緣檢測性能提高容量、縮短充電時間、延長電池壽命提供：放電倍率控制電芯均衡控制再生電流控制優(yōu)化充電算法管理故障診斷軟件接口實現(xiàn):控制輸出開關R

5、S232 與計算機接口Can總線 接口歷史記錄RELAYLoadRELAYRELAY12 Volt supply+-HV+HV-Current sensorRELAYChargerTemperature sensorBMCULMUSerial Comm. busResistor電氣安裝示意圖通信連接示意圖13CAN 總線高電壓輸出整車顯示器熱管理充電器動力總成電機控制器整車控制器電池組斷開裝置安全裝置Hard lines inHard line out演講內容簡述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場分析BMS性能和技術發(fā)展挑戰(zhàn)應用案例分析Lithium Balance的BMS技術CO

6、NFIDENTIAL14Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the WorldBMS市場定位CONFIDENTIAL15BMS功能發(fā)展CONFIDENTIAL汽車級BMS設計需求設計需求:多重安全保護 電壓和溫度測量的冗余設計處理器冗余設計或無故障運行軟件架構 按照 ISO26262標準 的功能開發(fā)實時開路電壓測量基于時間推算電池行為模型的算法認證開發(fā)過程和產品的完整文檔環(huán)境測試電磁兼容性測試 保證能力整個生命周期的電池參數(shù)記錄價格 性價比最優(yōu)17SA

7、FETY AND RELIABILITY演講內容簡述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場分析BMS性能和技術發(fā)展挑戰(zhàn)應用案例分析Lithium Balance的BMS技術CONFIDENTIAL18Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World均衡串聯(lián)組合內各個電芯的荷電狀態(tài)均衡電池組容量的最大化電池組長壽命的關鍵因素之一低質電芯功能最大化關鍵技術在電池組內電芯壽命方面問題較大CONFIDENTIAL19100%50%0%100%50

8、%0%100%50%0%100%50%0%100%50%0%100%50%0%100%50%0%主動與被動均衡CONFIDENTIAL20均衡類型被動主動方法能量損耗能量轉移應用階段放電充電、放電均衡電流500mA*5A模塊之間的能量轉移元器件數(shù)量和成本綜合考量元器件數(shù)量和可靠性綜合考量專利侵權方面的考量CONFIDENTIAL21未來發(fā)展和挑戰(zhàn)確保安全性和可靠性能源最豐富的電芯是最危險的，我們如何安全使用它們？如何處理多個電芯壽命差異？如何減少采集數(shù)據(jù)來保證電池模型精確？整合充電基礎設施網(wǎng)格充電控制直流充電支持適合大眾的安全充電方式計費降低成本如何在提供基本功能、合理價格和由低到中的能量之間

9、折中？在不損害安全前提下減少項目總體成本。22演講內容簡述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場分析BMS性能和技術發(fā)展挑戰(zhàn)應用案例分析Lithium Balance的BMS技術CONFIDENTIAL23Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the WorldBMS案例-街道清潔車CONFIDENTIAL24“LB公司電池管理系統(tǒng)的保護和監(jiān)視使Tennant能給電池組5年的保證?！?-項目經理Vipin Pillai500ZE 在進行清掃工作L

10、ITHIUM BALANCE的S-BMS ；15千瓦無刷電機；2對60千瓦電池組布置，配置自動均衡系統(tǒng)；運輸速度為25公里/小時；8小時作業(yè)。BMS案例-TOYOTA叉車CONFIDENTIAL25LiTHIUM BALANCE Type 100160 Toyota BT Reachtruck lithium ion battery mock up with LiTHIUM BALANCE s-BMS included “每輛卡車配置一套電池組意味著公司將減少50%的電池組和節(jié)省大量的電池組更換時間，長循環(huán)壽命和免維護給ROI和 TCO留下深刻的印象?！盨uperGros A/S公司物流和運營

11、部門經理Sune KristiansenLITHIUM BALANCE的S-BMS ；48V/ 800Ah；32KW LiFePO4電池 ；24小時的冷藏庫功能(零下20度)。 Installation of the Lithium Ion battery pack BMS案例-Aixam Mega 翻斗車26 The electric Aixam Mega Mini tipper LITHIUM BALANCE的集成48伏I-BMS160安時電池組系統(tǒng)由2種模式動力模式：純鋰電動力，400安時160安時鋰離子電池組+Balland 的燃料電池系統(tǒng)完善兩輛Proton的汽車使用軟包電芯完成模塊

12、化的完整的電池系統(tǒng)設計整合工作由 Lotus Engineering完成BMS案例-ECOTRUCK 7500型車CONFIDENTIAL28“經過兩年的運行，電池容量仍然保持95%”LiTHIUM BALANCE的S-BMS；電池組：800Ah、 96V；續(xù)航里程：100 km/次；最大速度約40公里/小時。BMS案例-綠色能源空中升降機電池組經過測試不同的電池組結構，丹麥的Time公司決定采用LithiumBalance公司的大量標準模塊完成裝配，模塊內配有電池組、充電機、電纜和電池管理系統(tǒng)。CONFIDENTIAL29BMS案例-乘用車LITHIUM BALANCE的S-BMS；275伏

13、系統(tǒng)，44千瓦時電池組；正常30千瓦的電動機；150公里的續(xù)航里程；最大時速為110公里/小時?！敖涍^Enerblu Fiat 認證批準的電動轉換器汽車”BMS案例-MAN重卡CONFIDENTIAL31AGV MAN truck - battery box visible behind front wheel Battery modules with battery management LITHIUM BALANCE的S-BMS ；150180千瓦直流無刷電機；120千瓦時電池組，310伏；一次充電續(xù)航里程為150公里；整車最大重量為12噸。BMS案例-混合機車CONFIDENTIAL32

14、LITHIUM BALANCE的S-BMS；火車能夠以柴油、電力或電池為動力運行；在匈牙利運行使用中。Modular BMS and battery pack 一個整合的方案355V 53Ah consisting of 12 battery modules, and 355V 106Ah consisting of 24 battery modulesE.g. A battery block for 53Ah system is made of 8 Kokam cells and 1 LMU boardIntegrated communication between the modules

15、(plug-in)演講內容簡述 何謂電池管理？(BMS 101)電池管理市場分析BMS性能和技術發(fā)展挑戰(zhàn)應用案例分析Lithium Balance的BMS技術CONFIDENTIAL34Pb-Acid NiCad NiMH Li-IonEnabling the growth of li Ion battery powered solutions all over the World產品類型集成BMS35S-BMSPC軟件配置單實時監(jiān)控數(shù)據(jù)記錄附件電纜線束保險絲鏈、安裝座、分流器等充電機800瓦-3,2千瓦經過認證的供應商由“鋰平衡”進行配置開關電路標準開關盒； 客戶化定制設計。用戶清單36“近兩年完成了超過 140 個客戶的項目”先進的軟件程序自主配置用戶系統(tǒng)監(jiān)控功能記錄功能可下載板內存儲的錯誤日志用戶自主定義CAN總線信息創(chuàng)建電池模型自主配置錯誤事件信息保存配置信息下載已存儲的配置信息37易于建立電池模型38基于溫度、放電倍率補償?shù)脑鰪娦蛶靵鲇嫈?shù)法驗證算法的試驗一直持續(xù)到2011年放電電流限制39 電池模型可使用SoC或溫度的函數(shù)來計算允許的放電倍率可再生電流限制40電池模型可使用SoC或溫度的函數(shù)來計算允許的可再生電流Y