电动汽车用锂电池管理系统校准规范

电动汽车用锂电池管理系统校准规范
1范围
本规范适用于电动汽车锂电池管理系统的校准(以下简称锂电池管理系统),镍氢电池管理系统的校准,可参考本规范的校准方法。
2引用文件
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于该规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
GB 38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求
GB/T 38661-2020 电动汽车用电池管理系统技术条件
GB/T 19596-2017 电动汽车术语
3术语和计量单位
3.1 电池电子部件battery electronics
采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置,必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。
3.2 电池控制单元battery control unit
控制、管理、检测或计算蓄电池系统的电和热相关的参数,并提供蓄电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。
3.3 电池管理系统battery management system(BMS)
监视蓄电池的状态(温度、电压、荷电状态等),可以为蓄电池提供通信、安全、电芯均衡及管理控制,并提供与应用设备通信接口的系统。
3.4 电池包battery pack
具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元。
3.5 电池系统battery system
一个或一个以上的电池包及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路及机械总成等)构成的能量存储装置。
3.6 荷电状态state of charge(SOC)
当前蓄电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比。
4概述
锂电池管理系统是由电池电子部件和电池控制单元组成的电子装置。其中电池电子部件是采集电池单体(集成)或电池模块(集成)的电和热相关的数据,并将这些数据提供给电池控制单元的电子装置;电池控制单元是控制或管理电池系统电或热性能,并可以与车辆上的其他控制单元进行信息交互的电子控制部件。
锂电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带,其主要功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。其中电池物理参数实时监控主要包含电压、电流及锂电池SOC估算。
5计量特性
5.1 锂电池管理系统
锂电池管理系统应满足表1要求
表1 计量特性一览表
注:以上所有指标不用于合格性判定,仅供参考。
5.2 电池SOC累积误差
对于纯电动汽车、可外接充电式混合动力充电汽车,电池管理系统SOC累积误差应不大于5%。
对于不可外接充电的混合动力充电汽车,锂离子动力电池管理系统SOC累积误差应不大于15%。
注:以上所有指标不用于合格性判定,仅供参考。
6校准条件
6.1环境条件
环境温度:(25±5)℃;
相对湿度:(15~90)%;
6.2 测量标准及其他设备
测量标准应经计量检定或校准,并在有效期内,其测量范围应覆盖被校锂电池管理系统的测量范围,并具有满足开展校准需求的分辨力、准确度和稳定性。测量标准的扩展不确定度(k=2)应不大于表1中规定的相应最大允许误差绝对值的1/3。
6.2.1 测量标准
——直流标准电压源或稳压源、标准电压表,测量范围:0~1000V;
——直流标准电流源或稳流源、标准电流表,测量范围:0~2000A;
——标准模拟电池系统;
——电池充放电测试系统;
——高低温试验箱,测量范围:-60℃~130℃。
——绝缘电阻阵列
7校准项目和校准方法
7.1 校准项目
7.2  校准方法
电池总电压测量误差
采样标准源法(接线方法见图1)或标准表法(接线方法见图2)对锂电池管理系统的电池电压测量误差进行检测,分别选取满量程的10%,50%和100%三个测量点进行单次测量,确认数据并记录。
1 电压测量精度检测标准源法
图2 电压测量误差检测标准表法
按公式(1)计算,得到总电压测量误差U δ。
C
M C
S C X U U U U ,,,-=
δ                      (1)
式中:
U δ——充电总电压示值的引用误差,用%表示;
C X U ,——被检测试系统的充电电压示值,V ;
C S U ,——直流数字电压表对充电电压的测得值,V ;
C M U ,——该检测点充电电压标称区间或者标称范围上限值,V 。
对多通道电池数据采集测试系统可同时检测、也可单独检测。 7.2.2电池总电流测量误差
采样标准源法(接线方法见图3)或标准表法(接线方法见图4)对锂电池管理系统的电池电流测量误差进行检测,分别选取满量程的10%,50%和100%三个测量点进行单次测量,确认数据并记录。
图3 电流测量误差检测标准源法
图4 电流测量误差检测标准表法
按公式(2)计算,得到总电流测量误差I δ。
C
M C
S C X I I I I ,,,-=δ                              (2)
式中:
I  ——充电总电流示值的引用误差,用%表示;
C X I , ——被检测试系统的充电电流示值,A ;  C S I ,  ——直流数字电流表对充电电流的测得值,A ;
C M I , ——该检测点充电电流标称区间或者标称范围上限值,A 。
对多通道电池数据采集测试系统可同时检测、也可单独检测。
7.2.3 SOC 累积误差
按照以下步骤进行校准
a) 电池系统(或电池模拟系统)按GB/T 38661 2020 附录B.2中所采用的充电规范充电;
b) 静置30 min 或制造商规定的搁置时间,将电池管理系统上报SOC BMS 值修改为100%;
c) 校准设备开始累积循环充放电容量;  d) 以1Q 0(A )放电12min ;
e) 静置30min 或制造商规定的搁置时间;
f) 采用特定工况(参见GB/T 38661 2020附录F 或由整车厂和制造商协商确定)循环N 次,N 是使SOC 真值接近30%的最大整数,但循环过程中需保证SOC 不低于30%,否则停止工况循环跳至g );
g) 静置30min 或制造商规定的搁置时间(静置过程内不得触发电池管理系统的SOC 修正);
h) 以GB/T 38661 2020 附录B.2中所采用的充电规范将电池系统(或电池模拟系统)充电至实际SOC 为80%;
i) 静置30min 或制造商规定的搁置时间(静置过程内不得触发电池管理系统的SOC 修正);
j) 按f )~i )循环10次;
k) 记录电池管理系统上报SOC BMS 值;
l) 校准过程中实时记录测试设备的累积循环充放电容量Q 1(充电为负,放电为正),

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