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【科普】电动车BMS:电池单体的“参谋”与“将军”

日期:2016年5月3日 11:31
        电动车上的三电技术:电池、电机、电控技术是电动车最核心的技术。因为这三项技术的用用,是每一辆电动车都需要并且直接影响车辆的续航里程、加速时间等参数。这三块技术就是组成电动汽车的木桶,其中的任意一块存在短板的话都会直接影响车辆的性能表现。
 
  三电技术中电池和电机对电动车性能的影响表现的比较明显。比如电机的功率大小直接影响车辆的动力表现,而纯电动汽车电池的储能多少与车辆的续航里程息息相。但是同为三电系统中的电控技术,在电动车中的具体技术应用又是什么呢?为什么能与电池和电机想齐并论在三电系统中占有一席之地呢?
 
  电控中最核心的功能就是电池管理系统(Battery management system)简称BMS。要是没有这个系统,动力电池的充放电、使用寿命都会大打折扣,如果把电池比作一队参战的士兵,那BMS系统就是这群士兵的参谋加将军,让电动汽车在实际应用中达到事半功倍的效果。
 
  为什么要有BMS系统?
 
  如果想把电动汽车上这个“将军”理解透彻首先还是要从下面的士兵说起。BMS系统主要应用在二次电池上,尤其对于目前主流的使用锂离子电池的电动新能源汽车尤为重要。不管车辆使用的是哪种锂离子电池,动力电池都是由一个个小的电池单体通过串、并联的方式组成电池组,再由电池组最终组成车辆的动力电池单元。
        而在电池组中真正发挥储能作用的是电池组中每一个小小的电池单体,比如特斯拉使用的18650锂离子电池,其实数字代表的就是每一个电池单体直径为18mm,长度为65mm。而一辆85kW?h版本的TeslaModelS的电池组就由接近7000节18650锂电池构成。
 
  一辆汽车上有如此多的电池单体,而每一个小的电池单体都是单独制造的,因为电池的电化学特性的原因出厂后的电池存在每个单体储能一致性存在差别的问题。而充电时又是从一个充电口来为车子充电,如何保证每一块电池都充满电,而又不会因为过度充电对电池造成损害就是BMS系统要解决的问题之一。
 
  那么bms系统究竟是如何管理这么多电池单体的呢?
 
  通常情况下,BMS系统都要通过两部分来确定如何管理电池组,就是检测模块和原酸控制模块。
        检测模块的实现相对简单一些,主要是通过传感器收集电池在使用过程中的参数信息比如:温度、每一个电池单体的典雅、电流,电池组的典雅、电流等。这些数据在之后的电池组管理中起到至关重要的作用,可以说如果没有这些电池状态的数据作为支撑,电池的系统管理就无从谈起。
 
  根据收集到的数据,BMS系统就会根据每一个电池单体的实际情况来分配如何为电池充电,哪一个电池单体已经充满可以停止给它充电等。并且在使用过程中,通过状态估算的方式确定每一颗电池的状态,通过SOC(StateOfCharge)、SOP(StateOfPower)、SOH(StateofHealth)以及均衡和热管理等方式来实现对电池的合理利用。这个过程说起来简单,但这些才是BMS系统的精华所在也是各个BMS厂家最希望攻克的技术难关。具体的实现原理我们会在后续的文章里逐步为大家介绍。
 
(文章来源:电动汽车时代) 

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