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D君讲堂|深入解析EV动力电池控制系统

D君讲堂|深入解析EV动力电池控制系统 电装在中国
2024-01-19
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EV动力电池控制系统


电动汽车的核心技术在于其动力系统,而动力系统的核心则是EV动力电池控制系统。这个系统不仅对行驶电机进行控制,还在行驶过程中对EV动力电池进行充电控制,确保了电动汽车的安全、稳定运行。


接下来请一起了解什么是

EV动力电池控制系统


首先,EV动力电池控制系统由多个关键部件组成,包括串联的4个EV动力电池模组组件和4个动力电池电压传感器、动力电池ECU、动力电池电流传感器等零件组成。这些组件协同工作,对电池的充放电过程进行精细控制,保证电池的安全和稳定运行。







注:eAxle是将电机、逆变器和减速器等集成在一起的一体化电子驱动组件,也叫电子驱动桥。




另外,EV控制ECU与动力电池ECU通过CAN进行通信,具体功能请参照下表:


接下来,让我们一起了解构成的主要产品:

(1)

动力电池电压传感器

电压传感器内置于EV动力电池,接线方式如下图所示

(2)

动力电池电流传感器

采用检测电流的无线圈式传感器替代体积较大的电磁线圈式传感器,既能应对电动汽车所需的大电流(±1200A),还能减少40%的体积。另外,如下图所示,电流传感器是通过与系统主继电器(SMR)连接的方式接入EV动力电池电路中的。

(3)

动力电池ECU

搭载的锂电池监控IC可以减少电力消耗并延长续航距离,不仅能够提高电池的使用效率,还能将电池电压的监测精度提高约3倍(监测误差±3mV以内),而且使可监测电池单体数提高了12倍(25ch/IC)。锂电池监测IC是动力电池ECU的核心部件,担负着监测锂电池电压的重任。

(4)

EV控制ECU

图中所示的是EV控制ECU在车辆上的安装位置

参考:除了对EV动力电池的控制外,其他主要功能如下:

1. BEV系统的输出控制

2. 连接充电接头时,BEV控制系统停止

3. 控制DC-DC变压器


那么,这个系统是如何控制电池的呢?

EV动力电池(锂电池)具有高能效、高密度、轻量化、寿命长等优点。通过EV动力电池ECU和EV控制ECU的相互配合,系统可以优化电池的充放电过程。这意味着,它可以根据行驶需求和电池状态,合理地为电池充电或放电,从而延长电池寿命并提高能效。


此外,通过和空调系统进行热管理,在电池充放电过程中,电池会产生热量,而过热会导致电池性能下降甚至引发安全问题。因此,EV动力电池控制系统会通过与空调系统的联动,对电池进行冷却或升温,确保电池始终处于良好工作状态,在极端的环境温度中依然可以保持良好的形式性能和续航里程。




另外,为了确保电动汽车的安全,系统还具备漏电检测和撞击时的切断控制功能。如果电池出现漏电或在车辆受到强烈撞击时,系统会自动切断高压电路,防止触电等安全事故的发生。


(1)

热管理控制

平衡动力电池冷却/升温电路、行车部件冷却电路、空调冷媒电路的各种要求,冷却液切换阀的运行及冷却液排出用水泵的驱动,按照要求控制冷却电路的切换、循环

(2)

EV动力电池冷却/升温控制

动力电池的冷却方法,采用的是与空调系统的冷媒电路相同的水冷式。动力电池的升温方法是,当EV控制ECU判断动力电池温度低时会发出指令,动力电池ECU控制动力电池冷却液加热器通电,给冷却液加热升温。热管理ECU则是根据EV控制ECU的指令,驱动动力电池水泵控制动力电池温度在可控范围内。

(3)

漏电(绝缘电阻)检测控制

动力电池ECU中配备了高压电路的漏电检测电路。漏电检测电路中,专用继电器为ON时冷凝器充电,当绝缘电阻低时则会检测出冷凝器充电电压增高。EV控制ECU,根据动力电池ECU提供的信息,向组合仪表发出异常状态的警告提示


(4)

检测到撞击时的切断控制

EV控制ECU,车辆受到强烈撞击等情况下,安全气囊ECU发出安全气囊启动信号时,系统主继电器OFF,高电压电源电路断路以保证安全。

*注释:

本文以2022年上市的某日系品牌汽车搭载的车用EV动力电池控制系统为例进行介绍。


- END -


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电装是消费者熟知的汽车零部件及系统供应商之一,在全球汽车零部件领域具有重要影响力,在全球30多个国家和地区拥有190家关联公司,员工约16.4万名。 2003年电装(中国)投资有限公司正式成立,目前有38家关联公司,员工约1.7万人。
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