为什么动力锂电池需要电池管理系统? 目前大力发展的新能源汽车主要分为三类:混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和纯电动汽车(Electric Vehicle,EV)。 这三种类型的电动汽车各有不同的特点,由于结构和工作原理的不同,也处于不同的发展阶段。
纯电动汽车使用车载动力电池组(如 锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池等)作为其唯一能源,并配备大功率电机驱动汽车。 因此,它不同于传统的内燃机汽车。
最大的不同是纯电动汽车独有的电驱动和控制系统。 与混合动力汽车相比,纯电动汽车噪音低、无污染、零排放、底盘结构更简单; 与燃料电池汽车相比,各方面技术相对成熟,可靠性和安全性更高。 因此,纯电动汽车受到了世界各国政府和车企的高度重视,不少企业已实现批量加工,并在部分地区开始示范运营。
在纯电动汽车中,动力锂电池组作为核心部件之一,在整车制造成本中占有非常高的比例,其性能也直接影响到整车的行驶性能和安全性。 早期纯电动汽车使用的动力锂电池多为铅酸电池。
由于能量密度低、续航里程短、使用寿命短,这些电池逐渐被优势突出的锂离子电池等产品所取代。 锂离子电池以其充放电效率高、能量密度高、续航能力强等优势,吸引了国内外众多电动汽车厂商的关注和使用。
虽然锂离子电池有更多 优点 与其他类型的电池相比,它们还受到电芯材料和当前制造工艺等因素的限制,导致单节锂离子电池的内阻、容量和电压存在差异。 因此,在实际使用中,电池组内部的单个电芯容易出现散热不均或过度充放电的情况。 久而久之,这些工作条件差的电池很可能提前损坏,电池组的整体寿命会大大缩短。
不仅如此,电池处于严重的过充状态,存在爆炸的危险,对电池组造成损坏,威胁到用户的生命安全。 因此,需要为电动汽车上的动力锂电池组配备一套针对性的电池管理系统(电池管理系统,BMS),从而对电池组进行有效的监测、保护、平衡能量和故障报警,从而提高整体动力锂电池组的工作效率和使用寿命。
电池管理系统作为纯电动汽车动力锂电池组的监控管理中心,要对电池组的温度、电压、充放电电流等相关参数进行实时动态监控,并主动对电池组的温度、电压、充放电电流等相关参数进行监控。必要时采取应急措施保护每节单体电池。 警惕电池组过充、过放、过热、短路等危险。
此外,系统还需要在电池组的整个生命周期内准确估算电池的SOC,并及时以合适的方式向驾驶者反馈剩余电量、续驶里程、异常故障等关键信息,以及同时以适当的方式。 一种适当的方式来完成系统与车辆ECU或上位机之间的数据交换功能。
然而,这些都是BMS只有在优化设计和理想条件下才能实现的功能和性能。 目前,与动力锂电池或BMS产品在汽车上的实际使用相关的各类电动车事故都是一个整体。 从性能上可以看出,目前广泛使用的电池管理系统功能还不够完善,技术不够成熟,使用范围有限,通用性不强。 具体可以概括为以下五个方面:
①电池管理系统在长期使用的情况下收集动力锂电池组相关参数不够准确。
②电池管理系统不能完全实现动力锂电池组全生命周期SOC值的准确估算。
③ 电池组中单体电芯之间能量平衡的控制效果有待进一步提高。
④电池管理系统对自身和电池组的自诊断和自维护功能不完善。
⑤目前的电池管理系统产品普遍针对性强,使用范围有限,便携性和通用性不够强。