电动车的要害组件之一是动力电池,动力电池为电动轿车供给能量,确保电动轿车的续航路程。
动力电池的体现,除了依靠本身的资料,工艺等硬件本质外,还依靠电池办理体系的体现,便是咱们常说的BMS(Battery Management System)。
BMS
BMS就像是电池的大脑,接纳电池和外部各个接口的信息,剖析和处理信息后,并宣布履行指令,完结电池的充电,放电,维护,均衡,毛病检测和毛病预警等功能,确保电池的正常、高效、合理和安全的运转。
BMS的首要组成能够分红闭环反应的三大部分:信息收集,信息剖析处理,输出决议计划履行指令。
BMS在作业种还需求和充电机,车载操控体系通讯和交互,确保充电进程和放电进程的安全,高效运转。
信息收集
BMS需求实时监测电池的状况,这就需求各种传感器来收集电芯的电压,电流,温度等物理参数。
信息剖析处理
BMS收集到相关信息后,需求对信息进行剖析处理,以决议需求采纳的动作。
例如依据电压电流的信息来预算电池的电量(SoC);
依据温度来确认加热或许冷却体系的作业,输出指令到热办理体系,并监测热办理体系的作业状况。
对外交互接口
BMS对外有两大首要交互方针:充电设备和车辆操控体系。
充电时,BMS和充电设备交互,确认充电设备的输出电压和输出电流,确保对电池的安全高效充电。
在放电时,便是轿车运转进程中,和车载操控体系交互,确认电池的输出战略。
比方在电量低时,下降输出功率,来延伸续航路程;
在电量持续下降到必定阈值后,制止放电,避免电池过度放电,损坏电池。
SoC、DoD
SoC(State of Charge),便是电池的剩下电量比,等于电池的剩下电量/电池的总电量,SoC=0%表明电池彻底没电了,SoC=100%时表明电池满电。
DoD(Depth of Discharge)表明的是放电深度,和SoC正好相反,DoD=100%时表明电池没电了,DoD=0%时表明电池满电。
一般在电池运用的时分用SoC术语,在阐明电池的循环寿数的时分运用DoD术语。
不像燃油车的油箱剩下油量比较简略的丈量出来。电池的剩下容量无法直接被丈量出来,而需求经过电压,电流等直接的相关信息,并由BMS软件的相关算法来预算。
所以SoC的精度是一个困扰电池BMS职业人员的难题,以现在市场上现有的电动轿车来说,SoC预算差错常常到达10%以上,精确到10%以内就算是优异水平了。
SoC的预算,常用的有化学法、电压查表法、电流积分法、混合计算法和卡尔曼滤波法。
由于SoC的不精确,会导致电动轿车剩下续航路程的计算差错,然后发生抛锚的现象。
作为顾客,咱们期望BMS职业人员努力提高SoC预算精度,就能更放心肠运用电动轿车了。
热办理
电池的体现和运用环境的温度联系很大。
在安全状况下,适合的温度能最大化发挥电池的潜力;
而为了安全,需求避免电池作业在极点状况下,或许在极点状况下,尽可能的确保体系的安全,避免或许下降起火或爆破带来的丢失。
那么就需求一个热办理体系来对电池的温度进行办理和操控,电池的操控有两个方针,在电池很冷的时分帮它取暖,在电池很热的时分为其降温。
从场景上来说首要有充电和放电两个场景。
如果在冰冷区域,气温特别低的时分充电,没有隶属设备,就会造车充不进电的状况。
这时需求给电池添加一个预热模块,电池的物理温度升高后,再进行充电。如果在热带区域,高温条件下充电,也要重视电池温度,发动散热体系。
在放电状况下,首要考虑的是电池的散热,现在电池散热有天然冷却,加装风冷设备和加装液冷设备三种解决方案。
从作用上来说,液冷最好,咱们了解的特斯拉系列电动轿车就采用了液冷解决方案。
电量均衡
一般轿车的电池体系由很多电芯经过串联和并联组合起来。比方特斯拉系列便是由数千节18650圆柱形电池组合而来。
咱们知道,每个电芯的电量一致性好的时分,全体电池体系的功能最优。
而电池出厂后,由于内阻、自放电倍率等要素的影响,运用一段时间后,会导致一个电池体系中的各个电芯的电量很可能不一致。
那么这个时分就需求把电量大的电芯和和电量小的电芯电量做一个均衡。
电量均衡有自动均衡和被迫均衡两种类型,自动均衡是BMS操控下,电量大的电芯的电量搬运给电量小的电芯。自动均衡杂乱,本钱高。
被迫均衡是指把电量大的电芯富于部分放电,生成热量,散发掉。被迫均衡较为简略,本钱低。
现在市场上的电量均衡基本是被迫均衡。
小结
BMS作为电动轿车要害组件电池的大脑,需求让电池吃好喝好(充电),还要干好活(放电),身体健康(均衡),不出篓子(安全防护)。
所以BMS关于电动轿车是十分要害的一个组成部分。