电池应用领域大体可以分成汽车、工业、消费三个方面。汽车领域包括乘用车、公交车、还有一些特种车辆;工业领域包括储能、工业搬运机器人、自动叉车、巡逻车;消费领域主要是手机,PC,电动工具,消费类机器人,充电宝等等;接下来我们比较各个应用领域设计框架和技术侧重点,归纳整理下电池系统在每个领域的特点。
本文来源 微信公众号 熊猫硬件 ID:xiongmaoyingjian
汽车-乘用车
电源架构:汽车上的动力电池系统BMS供电来自于汽车12V铅酸电池,其他领域应用中的BMS都是自供电的没有第二个电源。个人认为这点非常重要,很多系统设计因此而变得不同,对应的电源部分的电气和EMC实验都针对此进行;
应用工况:汽车动力电池应用环境复杂电压高,电流大,多用于室外环境温度极值大,防水盐雾要求高,行驶路况复杂震动要求高;
电芯选型:电芯至少满足车载标准GB/T31484(循环寿命)、GB/T31485(安全)、GB/T31486(电性能),若有快充/超快充要求电芯充放倍率高,热管理系统不是简单的低温加热和高温散热,而是动态调整电池组温度使电芯工作在适宜温度范围内,增加电池组使用效率,延长使用寿命;
硬件:要求车规级物料,温度范围-40~125℃,电芯数量大多用主从架构,控制系统和高压部分严格隔离,高压分断盒一般独立,开关器件选型规格较高的继电器或IGBT,硬件需要通过电气,环境,温度,EMC等实验,有功能安全要求;
软件:交直流充电国标,CAN网络管理,诊断以及功能安全,目前多使用Simulink搭建模型自动生成代码,摒弃人工手动写代码开发方式;
工业-叉车/搬运机器人
电源架构:整车只有一个电源,没有供电电源,BMS需要自供电,要有自启动休眠机制,这种一般应用于无人仓库,人工干预少,当电量较低且搁置时间较长如果没有启动休眠或者休眠功耗过大就会造成整组电池包严重过放电。相比较汽车系统上就完全不用担心这个问题,熄火后电池组是不耗电的。通过主控无线功能升级底层BootLoader不能以重启作为标志,汽车上可以通过开关钥匙启动方式跳转BootLoader和App,而机器人系统要求在App运行时如果收到升级命令要中断跳转到BootLoader处开始升级App,;
应用工况:多为有限制场所或者室内,电压为24V、36V、48V低压系统,有效工作区间为soc 40%~90%,要求快充慢放;