Mengapa baterai lithium daya memerlukan sistem manajemen baterai? Saat ini kendaraan energi baru yang dikembangkan dengan giat terutama dibagi menjadi tiga kategori: Kendaraan Listrik Hibrida (HEV), Kendaraan Listrik Sel Bahan Bakar (FCEV) dan Kendaraan Listrik Murni (Kendaraan Listrik, EV). Ketiga jenis kendaraan listrik ini memiliki karakteristik masing-masing yang berbeda dan juga dalam tahap perkembangan yang berbeda karena struktur dan prinsip kerjanya yang berbeda.
Kendaraan listrik murni menggunakan paket baterai daya terpasang (seperti: baterai lithium-ion, baterai timbal-asam, baterai nikel-logam hidrida dan baterai nikel-kadmium, dll.) sebagai satu-satunya sumber energi mereka, dan dilengkapi dengan motor berdaya tinggi untuk menggerakkan mobil. Oleh karena itu, berbeda dari kendaraan mesin pembakaran internal tradisional.
Perbedaan terbesar adalah sistem penggerak dan kontrol listrik yang unik untuk kendaraan listrik murni. Dibandingkan dengan kendaraan listrik hibrida, kendaraan listrik murni memiliki kebisingan yang rendah, tidak ada polusi, nol emisi, dan struktur sasis yang lebih sederhana; dibandingkan dengan kendaraan sel bertenaga bahan bakar, semua aspek teknologi relatif lebih matang, dengan keandalan dan keamanan yang lebih tinggi. Oleh karena itu, kendaraan listrik murni sangat dihargai oleh pemerintah dan perusahaan mobil di seluruh dunia, dan banyak perusahaan telah mencapai pemrosesan batch dan memulai operasi demonstrasi di beberapa wilayah.
Dalam kendaraan listrik murni, paket baterai lithium daya, sebagai salah satu komponen inti, menempati proporsi yang sangat tinggi dalam biaya produksi seluruh kendaraan, dan kinerjanya juga secara langsung mempengaruhi kinerja mengemudi dan keselamatan seluruh kendaraan. Sebagian besar baterai lithium daya yang digunakan pada kendaraan listrik murni awal adalah baterai timbal-asam.
Karena kepadatan energinya yang rendah, jarak jelajah yang pendek, dan masa pakai yang singkat, baterai ini secara bertahap digantikan oleh produk seperti baterai lithium-ion dengan keunggulan luar biasa. Baterai lithium-ion telah menarik perhatian dan penggunaan banyak produsen kendaraan listrik di dalam dan luar negeri karena keunggulannya seperti efisiensi pengisian dan pemakaian yang tinggi, kepadatan energi yang tinggi, dan daya tahan yang kuat.
Meskipun baterai lithium-ion memiliki lebih banyak keuntungan dibandingkan jenis baterai lainnya, baterai juga dibatasi oleh faktor-faktor seperti bahan sel dan proses pembuatan saat ini, yang mengakibatkan perbedaan resistansi internal, kapasitas, dan tegangan antara baterai lithium-ion sel tunggal. Oleh karena itu, dalam penggunaan sebenarnya, sel-sel individual di dalam kemasan baterai rentan terhadap pembuangan panas yang tidak merata atau pengisian dan pengosongan yang berlebihan. Seiring waktu, baterai ini dalam kondisi kerja yang buruk kemungkinan akan rusak sebelumnya, dan masa pakai baterai secara keseluruhan akan sangat dipersingkat.
Tidak hanya itu, baterai dalam kondisi pengisian berlebih yang serius dan ada bahaya ledakan, menyebabkan kerusakan pada unit baterai dan mengancam keselamatan jiwa pengguna. Oleh karena itu, perlu untuk melengkapi paket baterai lithium daya pada kendaraan listrik dengan seperangkat sistem manajemen baterai yang ditargetkan (Sistem Manajemen Baterai, BMS), sehingga dapat secara efektif memantau, melindungi, menyeimbangkan energi dan alarm kegagalan baterai, sehingga meningkatkan daya keseluruhan baterai lithium Efisiensi kerja dan masa pakai baterai.
Sebagai pusat pemantauan dan pengelolaan paket baterai lithium daya kendaraan listrik murni, sistem manajemen baterai harus memantau suhu, tegangan, arus pengisian dan pengosongan dan parameter terkait lainnya dari paket baterai secara real time dan dinamis, dan mengambil inisiatif untuk mengambil tindakan darurat untuk melindungi setiap baterai bila diperlukan. Waspadalah terhadap bahaya pengisian daya yang berlebihan, pengosongan yang berlebihan, panas berlebih, dan korsleting pada unit baterai.
Selain itu, sistem juga harus secara akurat memperkirakan SOC baterai selama seluruh siklus masa pakai baterai, dan memberikan umpan balik informasi penting secara tepat waktu seperti daya yang tersisa, jarak mengemudi, dan kesalahan abnormal pada pengemudi dengan cara yang sesuai, dan pada saat yang sama dengan cara yang tepat. Cara yang tepat untuk menyelesaikan fungsi pertukaran data antara sistem dan ECU kendaraan atau komputer host.
Namun, ini adalah fungsi dan kinerja yang hanya dapat dicapai BMS dalam desain dan kondisi ideal yang optimal. Saat ini, semua jenis kecelakaan kendaraan listrik yang terkait dengan baterai lithium daya atau penggunaan sebenarnya dari produk BMS di mobil secara keseluruhan. Dapat dilihat dari kinerja bahwa fungsi sistem manajemen baterai yang banyak digunakan tidak cukup sempurna, teknologinya tidak cukup matang, ruang lingkup penggunaannya terbatas, dan keserbagunaannya tidak kuat. Rinciannya dapat diringkas dalam lima aspek berikut:
Sistem manajemen baterai tidak cukup akurat untuk mengumpulkan parameter yang relevan dari paket baterai lithium daya dalam kasus penggunaan jangka panjang.
Sistem manajemen baterai tidak dapat sepenuhnya mewujudkan estimasi akurat dari nilai SOC dari paket baterai lithium daya selama seluruh siklus hidup.
Efek kontrol keseimbangan energi antara sel-sel individual dalam kemasan baterai perlu lebih ditingkatkan.
Fungsi self-diagnosis dan perawatan mandiri dari sistem manajemen baterai untuk dirinya sendiri dan unit baterai tidak sempurna.
Produk sistem manajemen baterai saat ini umumnya ditargetkan, ruang lingkup penggunaannya terbatas, dan portabilitas serta keserbagunaannya tidak cukup kuat.
