Зачем мощным литиевым батареям нужна система управления батареями? В настоящее время активно разрабатываемые новые энергетические транспортные средства в основном делятся на три категории: гибридные электромобили (HEV), электромобили на топливных элементах (FCEV) и чистые электромобили (электромобили, EV). Эти три типа электромобилей имеют разные характеристики, а также находятся на разных стадиях разработки из-за разной конструкции и принципов работы.
В чисто электрических транспортных средствах используются бортовые аккумуляторные батареи (такие как литий-ионные аккумуляторы, свинцово-кислотные батареи, никель-металлгидридные батареи и никель-кадмиевые батареи и т. д.) в качестве их единственного источника энергии, и оснащены мощными двигателями для привода автомобиля. Таким образом, он отличается от традиционных транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания.
Самым большим отличием является электрический привод и система управления, уникальная для чисто электрических транспортных средств. По сравнению с гибридными электромобилями чистые электромобили имеют низкий уровень шума, отсутствие загрязнения окружающей среды, нулевые выбросы и более простую конструкцию шасси; по сравнению с автомобилями на топливных элементах все аспекты технологии относительно более зрелые, с более высокой надежностью и безопасностью. Таким образом, чисто электрические транспортные средства были высоко оценены правительствами и автомобильными компаниями по всему миру, и многие компании добились серийной обработки и начали демонстрационные операции в некоторых регионах.
В чисто электрических транспортных средствах блок литиевых батарей, как один из основных компонентов, занимает очень высокую долю в стоимости производства всего транспортного средства, и его производительность также напрямую влияет на ходовые качества и безопасность всего транспортного средства. Большинство мощных литиевых батарей, использовавшихся в первых электромобилях, были свинцово-кислотными.
Из-за низкой плотности энергии, малой дальности плавания и короткого срока службы эти аккумуляторы постепенно вытеснялись такими продуктами, как литий-ионные аккумуляторы с выдающимися преимуществами. Литий-ионные аккумуляторы привлекли внимание многих производителей электромобилей в стране и за рубежом благодаря их преимуществам, таким как высокая эффективность зарядки и разрядки, высокая плотность энергии и большой срок службы.
Хотя у литий-ионных аккумуляторов больше Преимущества чем другие типы батарей, они также ограничены такими факторами, как материалы элементов и текущие производственные процессы, что приводит к различиям во внутреннем сопротивлении, емкости и напряжении между одноэлементными литий-ионными батареями. Поэтому при фактическом использовании отдельные элементы внутри аккумуляторной батареи подвержены неравномерному рассеиванию тепла или чрезмерному заряду и разряду. Со временем эти батареи в плохих условиях работы, скорее всего, будут заранее повреждены, и общий срок службы аккумуляторной батареи будет значительно сокращен.
Мало того, аккумулятор находится в состоянии серьезного перезаряда, и существует опасность взрыва, что может привести к повреждению аккумуляторного блока и угрожать безопасности жизни пользователя. Следовательно, необходимо оснастить силовой литиевый аккумулятор на электромобиле комплектом целевой системы управления батареями (Система управления батареями, BMS), чтобы эффективно контролировать, защищать, балансировать энергию и сигнализировать о выходе из строя аккумуляторной батареи, тем самым улучшая общую мощность литиевой батареи, эффективность работы и срок службы аккумуляторной батареи.
Являясь центром мониторинга и управления литиевыми аккумуляторными батареями с чистой мощностью электромобиля, система управления батареями должна отслеживать температуру, напряжение, ток заряда и разряда и другие связанные параметры аккумуляторной батареи в режиме реального времени и в динамическом режиме, а также брать на себя инициативу по при необходимости примите экстренные меры для защиты каждой отдельной батареи. Помните об опасности перезарядки, переразряда, перегрева и короткого замыкания аккумуляторной батареи.
Кроме того, система также должна точно оценивать SOC батареи в течение всего жизненного цикла аккумуляторной батареи и своевременно возвращать ключевую информацию, такую как оставшийся заряд, запас хода и нештатные неисправности, водителю надлежащим образом, а также при этом соответствующим образом. Подходящий способ завершить функцию обмена данными между системой и ЭБУ автомобиля или хост-компьютером.
Тем не менее, это те функции и характеристики, которых BMS может достичь только при оптимальной конструкции и идеальных условиях. В настоящее время все виды аварий с электромобилями, связанные с питанием литиевых батарей или фактическим использованием продуктов BMS в автомобилях, происходят в целом. Из производительности видно, что функции широко используемой системы управления батареями недостаточно совершенны, технология недостаточно зрелая, сфера использования ограничена, а универсальность недостаточна. Детали можно резюмировать в следующих пяти аспектах:
① Система управления батареями недостаточно точна для сбора соответствующих параметров литиевой батареи питания в случае длительного использования.
② Система управления батареями не может полностью реализовать точную оценку значения SOC литиевой аккумуляторной батареи в течение всего жизненного цикла.
③ Контрольный эффект энергетического баланса между отдельными элементами аккумуляторной батареи нуждается в дальнейшем улучшении.
④Функции самодиагностики и самообслуживания системы управления батареями для самой себя и аккумуляторной батареи не идеальны.
⑤ Текущие продукты системы управления батареями, как правило, ориентированы на цель, область использования ограничена, а портативность и универсальность недостаточно сильны.
