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解码锂电BMS技术 探寻提高电动车续航里程的三把密钥

导读: 说到纯电动汽车的续航里程,人们一般都会想到动力电池的能量密度。当然,动力电池的能量密度确实是影响电动汽车续航里程的主要因素,但动力电池管理系统(BMS)的性能同样直接影响到电动汽车的续航里程。

  说到纯电动汽车的续航里程,人们一般都会想到动力电池的能量密度。当然,动力电池的能量密度确实是影响电动汽车续航里程的主要因素,但动力电池管理系统(BMS)的性能同样直接影响到电动汽车的续航里程。

  BMS系统通常包括检测模块与运算控制模块,其中运算模块的核心部分为应用软件。对于用Simulink 开发环境的应用软件一般分为两部分:电池状态的估算算法和故障诊断以及保护。电池状态估算包括SOC(荷电状态)、SOP(功率状态)、SOH(健康状态)以及均衡和热管理。其中SOC估算、SOH估算以及均衡技术都与续航里程有着紧密的关系。

  解码锂电BMS技术 探寻提高电动车续航里程的三把密钥

  SOC估算精度越高 续航里程越远

  SOC通俗来讲,就是指电池还剩下多少电量。SOC 是BMS中最重要的参数,涉及到BMS其他所有运行工作,所以SOC的精度和鲁棒性(也叫纠错能力)极其重要。如果没有精确的SOC,BMS就无法正常工作,电池会经常处于被保护状态,电池的使用寿命也因此会有所缩短。

  对于相同容量的电池来说,SOC的精度越高,动力电池在安全运行状态下能够释放的电量就会越多,续航里程也就有了很大的提高。所以,高精度的SOC估算可以有效地提高电动汽车的续航里程,在续航里程相同的条件下,所需要的电池成本也会有所降低。

  SOH估算精度越高 动力电池衰减越慢

  SOH的估算主要针对电池容量和功率的变化。一般来讲,当动力电池容量衰减20%或者输出功率衰减25%,动力电池就会被临淘汰。在动力电池容量衰减的过程中,续航里程也会逐步降低。SOH的估算精度越高、鲁棒性越强,管理系统对电池容量衰减情况做出的判断就会越准确,续航里程也会达到安全状态下的最大值,这也意味着续航里程降低的速度在减慢,同时动力电池的使用寿命也将延长。

  主动均衡技术能延长续航里程

  电池均衡技术能够有效地缓解因单体电芯差异而产生的一致性问题,从而提高动力电池的使用效率。

  电池均衡技术分为被动均衡与主动均衡。被动均衡先于主动均衡出现,因为电路简单、成本低廉,至今仍被广泛使用。其原理是依照电池的电量和电压呈正相关,根据单串电池电压数据,将高电压的电池能量通过电阻放电以与低电压电池的电量保持相等状态,但在过程中会有电能损耗,放电过程中的发热为电池组的散热增加了负荷。

  因为被动均衡的局限,主动均衡的概念得以提出并发展。主动均衡是把高能量电池中的能量转移到低能量电池中,因此使电池容量得到充分利用,从而延长动力电池的使用寿命和续航里程。有研究表明,主动均衡可使电动汽车的续航里程增加一成以上。

  笔者认为,续航里程作为电动汽车的重要指标,直接影响到电动汽车的推广工作。因此,人们试图从各个方面着手提高动力电池的续航里程。BMS作为动力电池不可或缺的管理系统,在保障动力电池在安全状态下工作的同时,也将动力电池控制在最佳工作状态,从而有效地提高了动力电池的续航里程。随着科技的不断进步,动力电池在续航里程方面的研究,也将有新的突破和进展。

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