动力电源方案

磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案1青岛威能电动车辆电控有限公司WINA(QINGDAO)BMSCO.,LTD---------72V200AH动力电源方案磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案2青岛威能电动车辆电控有限公司是一家科技型企业，为山东泰汽投资控股有限公司的控股子公司，2010年10月注册在青岛高新区，注册资金贰仟万元。公司员工45人，其中拥有博士学位的4人，硕士学位的9人，本科学历的18人。公司研发队伍实力雄厚，拥有研发电池组管理系统、汽车电子、电池组结构、动力电池、电池组测试、充电机、项目管理等方面的专业人才，研发人员占公司人员总数的22%。除公司自有的研发人员外，与同济大学、青岛大学建立了紧密的科研合作关系。公司拥有国内最先进的电池组管理系统检测设备及大容量电池组充放电试验设备、振动试验台、高低温湿度试验箱等研发试验设备。主要研发制造电动汽车锂离子动力电池组及其管理系统、锂离子动力电池模块、充电机、电机控制器、整车控制器、汽车多媒体及导航系统等电动汽车关键零部件。拥有用于电动汽车锂电池组管理系统的发明专利“一种直流降压电路”，由此专利研发的锂离子动力电池模块已在微型电动汽车中得到应用公司参与了国家“十二五”交通领域“863”重大课题“锂离子电池全产业链产品应用开发”研究。项目“电动汽车动力电池组管理系统研发及规模化生产”被列为青岛市2012年交通领域重大关键技术攻关项目。项目“微型电动汽车锂离子动力电池组及其优化智能算法的研究与产业化”获得2012年国家中小企业创新基金支持。公司注重质量管理体系的建设，产品先后通过ISO9001认证、TS16949认证、CE认证、ROHS认证、环境与职业健康认证、安全认证、计量体系认证，企业标准化良好行为达到AAA级。公司开发的多款磷酸铁锂电池型号先后通过了信息产业部化学物理电源产品质量监督检验中心的安全性能检测。电池组是潍坊威能环保电源有限公司根据市场需求研制的“锂离子电池”,该产品采用改良的磷酸铁锂正极材料，不含重金属。可对电池组中每只单体电池进行监控，确保电池在使用过程中安全可靠。本产品同时具有体积小、重量轻、寿命长、高效环保等特点。磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案3目录一、概述二、总体设计方案三、充电器的选型四、产品安装使用方法五、电池的贮存六、电池的维护和保养七、电池使用维护及注意事项八、在运输途中注意事项九、技术咨询磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案4一、概述本产品设计适用于组合磷酸铁锂电池，该方案适用于72V200AH动力电源项目的需要，不得做其他用途或者项目的解决方案。电机功率5KW，本公司提供额定电流80A(散热良好)的数据制作方案，本身电池的容量有200AH。本方案按照的额定电流80A配备相关型号器件，当实际电流与客户提供电流不符时，相关器件可能烧坏，本方案亦不再适用。敬请注意。本部分是青岛威能电动车辆电控有限公司提供的磷酸铁锂储能电池的技术方案。本技术方案严格遵守、执行了国内、国际有关磷酸铁锂电池标准中所涉及的所有技术规格和技术要求，经过缜密的技术论证，完全适合该项目电池的使用要求。BMS是本公司推出的新一代电动汽车能量管理系统，能为各类动力锂电池组提供完善的保护，可实现对电池组电压、电流、温度等多种电池参数的高精度在线检测，对各种故障实时报警并采取应急保护措施，精确动态计算电池组的剩余容量，可同时控制多路大电流的电池均衡，并具备可选的充放电控制功能。磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案5本公司管理系统框图：MCU通讯总线均衡控制单元电压采集单元电压采集温度采集采集电流界面通信继电器控制CAN总线整车控制器电机控制仪表控制上位机单元单元单元单元单元二．总体设计方案根据客户的需求，所需电压为72V，此方案为72V200AH的电源方案，电流及相关数据客户给予提供，当有实际数据或有实际项目发生变更时本方案不再适用。在本方案中，我们采用IFP226510610AH的单体，采用20并24串联的模式，达到72V200AH的容量，总共需要电池480个单体。在管理方面，我们采用BMS掌握整个电池的充放电数据，以及电压、温度等信息，最后起到实时的监控和控制充放电过程。BMS把实时数据传到触摸显示屏，通过显示器可人为的对初始数据进行修改。显示器在出厂前以按照客户进行了设置，如果客户单方面修改参数，可能会对电池造成很大的危害！我们推荐采用充、放电继电器的控制方式，而充电端采用管理系统和充电机匹配的控制方式。以下为设计方案介绍：磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案61.方案基本参数配置序号名称标准备注1电池组数1组2电池组串并联方式20并24串先并成所需的容量，再串成所需的电压3额定容量（Ah）2004单体电池个数4805额定电压（V）726电池组重量（Kg）143不包含框架7单体尺寸理论值（mm）（L×W×H）65×22×104单体电池长宽高的公差约为±1mm8能量值(Wh/L)2149正常工作电压65V--87V磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案72.单体电池IFP226510610AH规格与结构序号项目单位要求参数备注1额定容量Ah10.0电池按标准充电后，按标准放电所得的容量。2标称电压V3.2按标准充电后，按标准放电，放电过程中的平均压。3充电方式/恒流/恒压/4充电限制电压V3.7/5放点终止电压V2.2推荐设置6快速充电电流A5恒流7快速放电电流A10恒流8标准充电电流A3/9标准放电电流A3/10最大充电电流A1011最大放电电流A30123C放电容量Ah≥90额定容量的90%13重量g297±3单体电池净重14内阻mΩ＜11满电15单体尺寸(L×W×H)Mm65×22×104长宽高的公差约为±1mm磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案816体积比能量Wh/L214.017质量比能量Wh/Kg107.718工作温度充电℃0～45/放电℃-20～60/19储存温度1个月℃-20～60/3个月℃-20～45/6个月℃-20～25/大气压力Kpa86～106/相对湿度RH25%～85%/3.产品示意图总体示意图950mm340mm520mm管理系统保险丝电池阵列电池箱磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案9外部接口示意图4.典型曲线图4.1典型充放电曲线02000400060008000100002.02.22.42.62.83.03.23.43.63.8Voltage/VCapicity(mAh)Charge0.5CDischarge1C4.2不同倍率放电曲线磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案10020004000600080001000026002800300032003400Voltage/mVCapacity/mAh0.5C1C2C3C4.3循环寿命曲线05001000150020002500020406080100Capacityretention/%Cycles磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案115.BMS配置方案对于24串电池的管理方式，我们采用集中式BMS管理，关于BMS的管理方式和相关的特性如下展示5.1功能配置5.1.1功能简介（1）单体电池电压测量（2）电池温度测量（3）能量均衡（4）总电压测量（5）总电流测量（6）SOC计算（7）报警及报警数据记录（8）实时数据显示（9）RS485通信功能5.1.2电池终端单元（1）电池电压精密测量（2）电池温度测量（3）能量均衡（4）RS485通信功能5.1.3彩色液晶表（1）常规数据采集（2）实时数据显示（3）报警（4）数据记录（5）RS485通信功能5.2技术规格参数种类单位规格备注工作输入电压VDC9～18V额定输入电压V12电池测量串数串24磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案12电压采集范围V-0.3～5电压采集精度mV±10总电压精度V±1电流采集精度A±1400A电流传感器SOC精度%97%在恒流充放电状态下温度采集精度℃±0.2温度采集范围℃-55～125均衡电流A1可同时开启6路均衡存储温度℃-40～125充电控制方式RS485/CAN总线控制方式、继电器控制方式根据实际情况确定放电控制方式RS485/CAN总线控制方式、继电器控制方式根据实际情况确定5.3功能及性能SOC估计：SOC进行精确动态估计。电流检测：通过霍尔电流传感器实现对电池组充放电过程中的电流的实时检测。显示及报警：将电池组的各种信息（电压、电流、温度、SOC、充电状态等）实时在显示台上进行显示，出现故障时，蜂鸣器对用户发出报警提示，控制单元同时显示具体故障类型。系统自检：EMS设置了强大的系统自检功能，系统上电后对电压、温度、通讯等进行检测，保证系统自身工作正常。项目性能概要电池测量节数8～24串工作电压DC9--18V电流检测范围0～400A电流检测精度±1A电压检测精度±5mVSOC估计精度≥95%连接方式各个采集和控制单元为一个总模块显示单节电压、箱体温度、总压、总电流、最高最低电压及编号、过充报警提示、欠压报警提示、过放报警提示、过温度报警提示、单体互差过大报警等磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案13报警（可设定）Ⅰ级报警：控制台上出现提示报警信息，不采取控制措施：单体电压≤2800mV；单体电压≥3700mV；Ⅱ级报警：控制台上出现提示报警信息和蜂鸣声，切断充放电回路或者自动开启均衡单体电压≤2500mV、单体电压≥3750mV、单体互差过大≥80mV等箱体温度≥55℃；充电控制方式（可设定）通过RS485/CAN总线/开关信号控制/继电器控制：当单节电芯电压≥3750mV时，切断充电器输出；当单节电芯电压≤3600mV时，充电器可以继续充电；当箱体温度≥60℃时，充电器不充电或切断充电回路。放电控制（可设定）通过RS485/CAN总线/开关信号控制/继电器控制当单节电芯≤2500mV时，切断电机输出功率；当电池箱体温度≥60℃时，切断放电回路；5.4充放电控制单元功能：（1）放电控制：通过RS485总线和高电压继电器来控制电池的过放。当单节电池电压低于2200mV时，用高压继电器切断回路。（备注：参数可配置）（2）充电控制第一种：通过RS485总线和高电压继电器来控制电池的过充。当单节电池电压高于3750mV时，用高压继电器切断回路。（备注：参数可配置）充放电控制各用一个继电器。（3）温度管理系统：在充电和放电过程中，当箱体温度高于65℃时，切断充电回路。（2）RS485通讯：通过RS485总线与主控单元进行通讯，由主控单元发出控制命令。5.5电流控制单元功能：测试充放电电流。本系统的电流传感器为霍尔开环电流传感器，电流检测范围0——400A。磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案145.6界面通讯单元功能：触摸屏是显示系统运行状况的人机交互界面，所有型号都按照工业标准设计，适合在各种环境中使用。控制台的显示界面可以显示系统的各种运行参数及故障情况。5.7BMS安装尺寸图J2:温度采集口J3:电源与继电器口J1:电流采集和CAN通讯口（选配）J5:电压采集口磷酸铁锂电池72V200AH动力电源产品方案155.8安装接线图+-+-+-+-J5:电压采集线束J2:温度采集线束J1:电流和CAN通信口（选配）J3:电源和继电器线束充放电继电器电机控制器电机供电（直流24V）USB口COM口显示屏+12GND12V电源蜂鸣器24V+24V-ABA12V+A12V-NODE1+NODE2+NODE3+NODE3-NODE2-NODE1-12V+12V-VCCVCCCANL1CANH1CANH2CANL2-15V+15VGNDVCCVCCVCCVCCT1T2T3T4GNDGNDGNDGNDB_GND12345678910111213141516171819202122232412V+12V-+--NODE1-12V-CURRENTJ1J2J3J4J5J4:RS485通讯界面和下载口（