电动汽车能源管理系统浅析

能源管理是新能源汽车的核心功能。车辆行驶提出的扭矩需求必须经过能源管理模块,根据车辆动力混合方式、部件、策略的不同,合理地将能量需求分配到不同的驱动系统中。能源管理对汽车经济性、动力性及部件寿命有很大影响。本文主要介绍新能源汽车能源管理系统定义、构成及国内外200余家相关企业地域分布,供大家参考。

一、能源管理系统的定义

新能源汽车能源管理系统是对动力系统能源转换装置的工作能量进行协调、分配和控制的软、硬件系统。

能源管理系统的硬件由传感器、控制单元ECU和执行元件等组成,软件系统的功能主要是对传感器的信号进行分析处理,对能源转换装置的工作状态进行优化分析,并向执行元件发出指令,控制其动作。

二、能源管理系统的构成

不同种类的新能源汽车其能源转换系统构成不同,因而其能源管理的软、硬件系统装置构成就不同。以纯电动汽车为例,纯电动汽车能源管理系统的基本构成包括:电池输入控制器、车辆运行状态参数、车辆操纵状态、能源管理系统ECU、电池输出控制器、电机发电系统等。

图为纯电动汽车能源管理系统的基本结构

输入能源管理系统电控单元ECU的参数有各电池组的状态参数(如工作电压、放电电流和电池温度等)、车辆运行状态参数(如行驶速度、电动机功率等)和车辆操纵状态(如制动、启动、加速和减速等)等。能源管理系统具有对检测的状态参数进行实时显示的功能。ECU对检测的状态参数按预定的算法进行推理与计算,并向电池、电动机等发出合适的控制和显示指令等,实现电池能量的优化管理与控制。

1.荷电状态指示器

荷电状态指示器与燃油汽车的油量表类似,表征电动汽车蓄电池中储存的能量和可行驶里程。

2.电池管理系统(BMS)

电池管理系统是能源管理系统的一个子系统,其通过实时检测和估算电池状态,提供电池组的优化使用方法。据力高研究院院长鲍伟博士介绍,电池管理系统一般分为两部分,即主机和从机,其中从机主要进行电压和电流的采集,主机主要完成SOC、SOH、SOP的计算以及高压电路控制、热管理、均衡等控制。

电池管理系统的主要任务有:防止过充电、防止过放电、温度控制及平衡、能源系统信息提示、电池状态测试及显示等。

三、电动汽车能源管理系统相关企业

根据电动汽车资源网统计,国内电动汽车能源管理系统相关企业有近200家,市场竞争激烈。从企业分布来看,电动汽车能源管理系统企业主要分布在广东、江苏、浙江、北京、上海、安徽,占比约67%。

数据来源:电动汽车资源网

从事电动汽车能源管理系统的外资企业有:Calsonic Kansei(康奈可)、Continental Automotive(大陆)、DENSO CORPRATION(电装)、LG电子株式会社、KEFICO(凯菲克)等。