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BMS開發(fā)(14) --- BMS基礎(chǔ)模型計(jì)算需要哪些電芯數(shù)據(jù)
電池包如何提供能量，如何合理的提供能量才能既能保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，又能延長(zhǎng)電池壽命。這里需要BMS精準(zhǔn)的管理。首先回顧下BMS的主要功能，總結(jié)講單體電壓、溫度測(cè)量，總壓測(cè)量，總電流測(cè)量，計(jì)算電池狀態(tài)，熱管理，報(bào)警，并與外部數(shù)據(jù)交互通訊。
（1）實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)
通過(guò)對(duì)電池電壓、溫度、電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并結(jié)合算法模型，實(shí)現(xiàn)電池SOC估算與監(jiān)控
（2）在正確獲取電池的狀態(tài)后，進(jìn)行均衡管理，充放電管理、熱管理、故障報(bào)警管理
（3）與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互
一、SOC-OCV 曲線圖
SOC-OCV關(guān)系是我們電池參數(shù)中非常重要的參數(shù)，通常用電池SOC與開路電壓OCV對(duì)應(yīng)的曲線來(lái)表征。建立數(shù)據(jù)表時(shí)，需要考慮溫度狀態(tài)、老化狀態(tài)及電芯滯回特性的影響。這里溫度及老化的因素好理解，因?yàn)殡S著溫度及壽命變化，電池OCV是隨之變化的。需要在線對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)估算，因此選用等效電路模型。需要有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用于電路模型計(jì)算。
常見(jiàn)的等效電路模型有一階、二階、三階直至n階RC網(wǎng)絡(luò)。一階 RC 網(wǎng)絡(luò)模型的誤差較大，二階、三階 RC 網(wǎng)絡(luò)模型的精度會(huì)有明顯的提升。另外，RC 網(wǎng)絡(luò)階數(shù)并不是越高越好，當(dāng)階數(shù)超過(guò)五階后，模型誤差反而會(huì)增加，而且計(jì)算復(fù)雜度會(huì)進(jìn)一步增加。綜合考慮模型精度與計(jì)算復(fù)雜度，本文選用二階RC網(wǎng)絡(luò)等效電路模型，如下圖所示。
同時(shí)請(qǐng)注意，電池在充放循環(huán)的過(guò)程中,存在SOC相同時(shí),開路電壓卻收斂于不同值的現(xiàn)象，由于遲滯效應(yīng)的存在,電池的OCV-SOC關(guān)系并不是單值函數(shù)：根據(jù)電流大小、環(huán)境溫度、充放電歷史等因素的不同,同一SOC點(diǎn),可能會(huì)得到不同的與之對(duì)應(yīng)的OCV值。滯效應(yīng)的影響,在相同的SOC點(diǎn),充電曲線一直在放電曲線上方。對(duì)電池進(jìn)行完整的充放循環(huán)(滿充滿放),得到主遲滯回路;對(duì)電池進(jìn)行不完整充放循環(huán)(部分充放電),得到次遲滯回路。構(gòu)成主遲滯回路的兩條曲線是所有遲滯回路的邊界曲線,是最大的閉合回路,次遲滯回路的充放電曲線都在邊界曲線內(nèi)部并有向其靠攏的趨勢(shì)。
二 充放電截止電壓曲線圖
充放電截止電壓指的是電池規(guī)定的完全充放電時(shí)的電壓。在制定充放電截止電壓表時(shí)，要考慮不同溫度及不同充放電時(shí)間的影響，即在不同溫度下分別測(cè)量持續(xù)及脈沖狀態(tài)下的截止電壓，最終整理后會(huì)得到一張如下圖所示的表。
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