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电池管理器,决定电动汽车动力电池性能的法宝吗?

来源:宝鄂实业    2019-03-27 13:24    点击量:
动力电池是电动汽车的能量来源,是电动汽车的核心。动力电池性能的优劣,能决定电动汽车的整车性能。如果把动力电池比作一个人,使用好的电芯就如同先天拥有强健的体魄,好的电池管理器就是聪明的大脑,能够控制动力电池发挥出最佳水平。
 
 
BMS模块
电池为什么需要管理
 
电动汽车为了得到更大的续航里程,需要动力电池储存更多的电能,动力电池内部会用到很多个单体电池通过串并联的方式来得到需要的电压和容量,这些单个的电池会随着使用时间的推移,表现出不一致的电压,甚至会有个别单体电池在这个过程中出现故障。
 
 
BMS实例
一旦发生单体电池表现出差异或出现故障,会导致动力电池对外放电或对内充电出现问题,影响到电动汽车的使用,所以需要一个设备来监控每一个单体电池,在单体出现差异时及时修复补救,在单体故障时自动检测出来,便于进行维修替换,具有这种基本功能的设备,就是电动汽车的电池管理器。
 
 
电池管理器实例
为电池安全保驾护航
 
动力电池使用成百上千个单体锂电池组合而成,在电池包内部紧密排列。电动汽车充电或者放电过程中,电流经过单体电池会发热,电池管理器的一个重要作用就是监控电池包内部的温度,在合适的时候启动冷却系统进行散热,具备电池保温加热功能的电动汽车,电池管理器会将电池内部维持在一个稳定的温度范围内。
 
 
电芯温度监控
“热失控”对于动力电池是一个灾难性的事故,大部分发生在电动汽车充电和放电过程中,如果动力电池内部电芯对应热失控的参数超出安全范围,电池管理器会切断电流的输入或输出,并主动进行冷却,及时阻止情况的进一步恶化。
 
 
电芯数据监控
在电动汽车出现碰撞等意外情况时,动力电池通过碰撞传感器反馈的数据,及时切断动力电池的高压输出,避免碰撞后由于高压线路受损短路引起火灾,避免电动汽车在发生交通事故后出现次生事故。
 
 
增加续航里程
 
关心电动汽车的朋友应该知道某品牌电动汽车“升级”系统后续航里程提升的新闻,其实这就是电池管理器的功劳,厂商在优化电池管理器的控制策略后,动力电池整体发挥出更好的性能,当然也不排除电动汽车厂商在之前版本的电池管理器程序中有所保留,通过“升级程序”的方式将这部分保留的电能利用起来。
 
 
单体电压低实例
电动汽车在剩余电量为0%时,并不是每个单体电芯的电量都已耗尽,在某个电芯的电压达到设定的临界电压时,为了保护这个电芯,电池管理器会停止动力电池对外输出电能,将剩余容量显示为0%,尽管其他大部分电芯电压仍处于正常水平。
 
 
可视化信息
某些控制策略优秀的电池管理器,电池管理器会“照顾”这种电压低的电芯,通过不断的均衡对这些电芯进行“充电”,保持全部电芯的电压整体接近一致,将电芯整体电能充分释放出来,具有这一功能的电池管理器,续航里程较无此功能的同规格电池提高4%以上。
 
这样虽然方便,殊不知这种做法对电池的损害极大。过充会导致电池内压升高、电池变形、漏液等情况发生,电池的性能也会显著降低和损坏,尤其是现在的电动汽车基本都采用了锂电池,对过充更加敏感。
 
当然,为了避免这种情况,厂商一般会在汽车的电池管理系统上加入防止过充的限制,但不怕一万、就怕万一,大家还是养成良好的充电习惯为好。
 
量力而行,绝不过放
 
所谓“过放”,可以通俗地理解为将电池完全用光,有些车主甚至在电池用光后还不断尝试启动车辆,这就是进一步的“过放。”
 
 
有些朋友可能知道,电池的放电过程实际上就是电压逐步降低的过程。锂电池作为一种化学电池,在设计时是有一个最高/最低电压值的。如果强行让电池在低于最低电压值时还继续放电,就可能会造成电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏,最终导致电池的性能明显下降,也就是容量的明显减少。
 
所以,在驾驶电动汽车时,如果电量低于30%就需要尽快充电了,切莫将电池完全用光。
 
该充就充,但别充满
 
值得一提的是,虽然锂电池不可过充,但频繁地充电实际上对电池是有益处的。锂电池有一个化学特性,就是具有一定的寿命,这个寿命一般用循环次数来表示。一块电池,将电完全用光然后充满这就是一个充放循环。所以,只要电池的电量没用完再充电的话,就不算一个充放循环,有利于保护电池。
 
 
同时,锂电池在电量高于80%之后继续充电也会造成电池内的活性物质分解,从而影响电池寿命。所以说,为电池充电,最好不要充满,充到80%-90%就可以了。
 
注意温度,该停就停
 
锂电池作为一种化学电池,其性能受温度影响极大,温度高了也不行低了更不行。所以在用车时,一定要注意电池的温度。
 
 
电池在充/放电时,会因为化学反应产生大量的热,在炎热的夏天更会导致电池温度进一步升高。于是大多数电动汽车在仪表盘上都会显示电池的当前温度,如果温度“爆表”的话,应尽快停车降温,以保护电池。
 
加速减速,平稳驾驶
 
电动汽车在起步、载重、上坡时,对电动机的功率有较大需求,这时就会要求电池瞬间的大电流放电。而大电流放电对电池的性能影响很大,会造成电池温度快速升高,过热可能会损坏电池内部结构,比如锂电池融化内部隔膜造成短路等,极端情况下会引起燃烧或爆炸。