電池管理系統(tǒng)、電池故障預(yù)警和健康管理系統(tǒng)
一、項(xiàng)目成果簡介電池故障預(yù)警和健康管理系統(tǒng)（電池管理系統(tǒng)）可為電池系統(tǒng)提供多重安全保護(hù)，實(shí)現(xiàn)故障檢測、判斷、隔離、記錄和定位，提高系統(tǒng)可靠性與安全性；同時(shí)可實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)的健康狀態(tài)管理與壽命管理，延長系統(tǒng)使用時(shí)間，在發(fā)現(xiàn)充電機(jī)故障時(shí)及時(shí)報(bào)警，系統(tǒng)能夠提供可靠的性能及故障分析數(shù)據(jù)，為電池梯次回收利用建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；采用全新硬件結(jié)構(gòu)電路架構(gòu)設(shè)計(jì)針對電池組的供電進(jìn)行通斷控制，達(dá)到保護(hù)電池組安全的目的。二、性能指標(biāo)電池故障預(yù)警和健康管理系統(tǒng)包括電池監(jiān)控系統(tǒng)、PHM云平臺系統(tǒng)、充電機(jī)故障診斷系統(tǒng)及總壓硬件保護(hù)系統(tǒng)，具體模塊架構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)模塊架構(gòu)示意圖電池監(jiān)控系統(tǒng)具體實(shí)物圖如圖2所示，包括電壓采集模塊、溫度采集模塊、電流采集模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊、絕緣監(jiān)測模塊、故障預(yù)警模塊、狀態(tài)估算模塊、均衡模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊及通信模塊。圖2電池監(jiān)控系統(tǒng)電壓采集模塊用于實(shí)時(shí)檢測各節(jié)單體電池的電壓以及電池組總電壓；溫度采集模塊通過電池組各預(yù)設(shè)位置溫度傳感器的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)電池組的溫度分布的檢測；電流采集模塊用于通過分流器或電流傳感器實(shí)時(shí)檢測獲得電池組的電流；絕緣監(jiān)測模塊可實(shí)現(xiàn)高壓電絕緣檢測；故障預(yù)警模塊實(shí)現(xiàn)對各節(jié)單體電池、以及蓄電池組的異常分析；開關(guān)量輸入輸出模塊可控制接觸器等保護(hù)裝置和加熱/冷卻系統(tǒng)；狀態(tài)估算模塊采用平均及離散分布理念針對各節(jié)單體電池實(shí)現(xiàn)電池荷電狀態(tài)及健康狀態(tài)的檢測，預(yù)測電池可工作時(shí)間及對全生命周期管理；均衡模塊實(shí)現(xiàn)各節(jié)單體電池向平均電壓或平均電量目標(biāo)的均衡控制；數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲電池監(jiān)控系統(tǒng)中各模塊工作中所涉及的數(shù)據(jù)；通信模塊可與外界系統(tǒng)進(jìn)行通信，報(bào)告電池信息。PHM云平臺系統(tǒng)經(jīng)無線通信網(wǎng)絡(luò)與PHM云平臺進(jìn)行通信，針對所接收各檢測數(shù)據(jù)、以及所接收異常結(jié)果，實(shí)現(xiàn)向PHM云平臺的上傳，并且實(shí)現(xiàn)PHM云平臺向控制器下發(fā)電池標(biāo)定參數(shù)、以及報(bào)警閾值參數(shù)。PHM系統(tǒng)將電池?cái)?shù)據(jù)和狀態(tài)傳輸給云端平臺，對電池的健康狀態(tài)進(jìn)行評估并預(yù)測電池的壽命。充電機(jī)故障診斷系統(tǒng)，實(shí)物圖如圖3所示，針對機(jī)車內(nèi)用于電池組充電的充電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電壓檢測、電流檢測，以及充電機(jī)工作狀態(tài)的采集，同時(shí)基于與電池監(jiān)控系統(tǒng)的通信，實(shí)現(xiàn)充電機(jī)的故障診斷，并針對異常結(jié)果進(jìn)行報(bào)警。圖3充電機(jī)故障診斷系統(tǒng)總壓硬件保護(hù)系統(tǒng)采用全新硬件結(jié)構(gòu)電路架構(gòu)設(shè)計(jì)，在電池管理系統(tǒng)失控的情況下，控制器能夠通過判斷電池的總電壓切斷輸出接觸器，達(dá)到保護(hù)蓄電池箱安全。三、適用范圍、市場前景《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中要求大幅提升新能源汽車和新能源的應(yīng)用比例，按照規(guī)劃到2020年，中國純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛，產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到10萬億元以上。我國新能源汽車出現(xiàn)爆發(fā)式增長，在帶動鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，也成為電池管理系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的催化劑。《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中新能源汽車仍然是發(fā)展的重點(diǎn)。因此，該產(chǎn)品其經(jīng)濟(jì)壽命期預(yù)計(jì)20年以上，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的興起，本項(xiàng)目產(chǎn)品未來的市場前景廣闊，具有旺盛的生命力。目前，動車機(jī)車、車輛、城軌列車的輔助或者牽引電源缺乏自我檢測及保護(hù)功能，實(shí)行盲充盲放，易引發(fā)蓄電池組著火乃至爆炸發(fā)生；同時(shí)，由于充電機(jī)與機(jī)車控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通訊不夠精確、故障顯示過于簡單，往往在機(jī)車行駛途中發(fā)生故障機(jī)車控制系統(tǒng)無法精確顯示故障點(diǎn)。因此，為機(jī)車蓄電池配備電池故障預(yù)警和健康管理系統(tǒng)成為市場化進(jìn)程中的重要環(huán)節(jié)。四、投資概算具體商談五、合作方式技術(shù)合作。
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