Perché le batterie al litio di alimentazione necessitano di un sistema di gestione della batteria? I veicoli a nuova energia attualmente vigorosamente sviluppati sono principalmente suddivisi in tre categorie: veicoli elettrici ibridi (HEV), veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) e veicoli elettrici puri (veicoli elettrici, EV). Questi tre tipi di veicoli elettrici hanno le loro caratteristiche diverse e sono anche in diverse fasi di sviluppo a causa delle loro diverse strutture e principi di funzionamento.
I veicoli elettrici puri utilizzano i pacchi batteria di bordo (come batterie agli ioni di litio, batterie al piombo, batterie al nichel-metallo idruro e batterie al nichel-cadmio, ecc.) come unica fonte di energia e sono dotate di motori ad alta potenza per azionare l'auto. Pertanto, è diverso dai tradizionali veicoli con motore a combustione interna.
La differenza più grande è l'azionamento elettrico e il sistema di controllo unico per i veicoli elettrici puri. Rispetto ai veicoli elettrici ibridi, i veicoli elettrici puri hanno bassa rumorosità, nessun inquinamento, zero emissioni e una struttura del telaio più semplice; rispetto ai veicoli a celle a combustibile, tutti gli aspetti della tecnologia sono relativamente più maturi, con maggiore affidabilità e sicurezza. Pertanto, i veicoli elettrici puri sono stati molto apprezzati dai governi e dalle case automobilistiche di tutto il mondo e molte aziende hanno ottenuto l'elaborazione in batch e avviato operazioni di dimostrazione in alcune regioni.
Nei veicoli puramente elettrici, il pacco batterie al litio di potenza, come uno dei componenti principali, occupa una proporzione molto elevata nel costo di produzione dell'intero veicolo e le sue prestazioni influiscono direttamente anche sulle prestazioni di guida e sulla sicurezza dell'intero veicolo. La maggior parte delle batterie al litio di alimentazione utilizzate nei primi veicoli elettrici puri erano batterie al piombo.
Grazie alla loro bassa densità di energia, alla breve autonomia di crociera e alla breve durata, queste batterie sono state gradualmente sostituite da prodotti come le batterie agli ioni di litio con vantaggi eccezionali. Le batterie agli ioni di litio hanno attirato l'attenzione e l'uso di molti produttori di veicoli elettrici in patria e all'estero grazie ai loro vantaggi come l'elevata efficienza di carica e scarica, l'elevata densità di energia e la forte resistenza.
Sebbene le batterie agli ioni di litio ne abbiano di più vantaggi rispetto ad altri tipi di batterie, sono anche limitate da fattori come i materiali delle celle e gli attuali processi di produzione, con conseguenti differenze di resistenza interna, capacità e tensione tra le batterie agli ioni di litio a cella singola. Pertanto, nell'uso effettivo, le singole celle all'interno del pacco batteria sono soggette a una dissipazione del calore non uniforme o a cariche e scariche eccessive. Nel tempo, è probabile che queste batterie in condizioni di lavoro scadenti vengano danneggiate in anticipo e la durata complessiva del pacco batteria sarà notevolmente ridotta.
Non solo, la batteria è in un grave stato di sovraccarico e c'è il pericolo di esplosione, causando danni al pacco batteria e minacciando la sicurezza della vita dell'utente. Pertanto, è necessario dotare il pacco batterie al litio di potenza del veicolo elettrico di un set di sistemi mirati di gestione della batteria (Sistema di gestione della batteria, BMS), in modo da monitorare, proteggere, bilanciare efficacemente l'energia e allarmare il guasto del pacco batteria, migliorando così la potenza complessiva della batteria al litio L'efficienza lavorativa e la durata del pacco batteria.
In quanto centro di monitoraggio e gestione dei pacchi batteria al litio di pura potenza dei veicoli elettrici, il sistema di gestione della batteria deve monitorare la temperatura, la tensione, la corrente di carica e scarica e altri parametri correlati del pacco batteria in tempo reale e in modo dinamico e prendere l'iniziativa per adottare misure di emergenza per proteggere ogni singola batteria quando necessario. Prestare attenzione ai pericoli di sovraccarico, scarica eccessiva, surriscaldamento e cortocircuito del pacco batteria.
Inoltre, il sistema deve anche stimare accuratamente il SOC della batteria durante l'intero ciclo di vita del pacco batteria e fornire tempestivamente al conducente informazioni chiave come potenza rimanente, autonomia e guasti anomali al conducente, e allo stesso tempo in modo appropriato. Un modo appropriato per completare la funzione di scambio dati tra il sistema e la ECU del veicolo o il computer host.
Tuttavia, queste sono le funzioni e le prestazioni che BMS può ottenere solo in una progettazione ottimale e in condizioni ideali. Al momento, tutti i tipi di incidenti relativi ai veicoli elettrici legati all'alimentazione delle batterie al litio o all'uso effettivo dei prodotti BMS nelle automobili sono nel loro insieme. Dalle prestazioni si può vedere che le funzioni del sistema di gestione della batteria ampiamente utilizzato non sono sufficientemente perfette, la tecnologia non è sufficientemente matura, l'ambito di utilizzo è limitato e la versatilità non è forte. I dettagli possono essere riassunti nei seguenti cinque aspetti:
① Il sistema di gestione della batteria non è sufficientemente accurato per raccogliere i parametri rilevanti del pacco batteria al litio di potenza in caso di utilizzo a lungo termine.
② Il sistema di gestione della batteria non è in grado di realizzare completamente la stima accurata del valore SOC del pacco batteria al litio di alimentazione durante l'intero ciclo di vita.
③ L'effetto di controllo del bilancio energetico tra le singole celle del pacco batteria deve essere ulteriormente migliorato.
④Le funzioni di autodiagnosi e automanutenzione del sistema di gestione della batteria per sé e per il pacco batteria non sono perfette.
⑤ Gli attuali prodotti del sistema di gestione della batteria sono generalmente presi di mira, l'ambito di utilizzo è limitato e la portabilità e la versatilità non sono abbastanza forti.
