
解碼BMS技術(shù),探尋提高電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的三把密鑰
發(fā)布時(shí)間:2016-07-19 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】說(shuō)到純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程,人們一般都會(huì)想到動(dòng)力電池的能量密度。當(dāng)然,動(dòng)力電池的能量密度確實(shí)是影響電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的主要因素,但動(dòng)力電池管理系統(tǒng)(BMS)的性能同樣直接影響到電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。

BMS系統(tǒng)通常包括檢測(cè)模塊與運(yùn)算控制模塊,其中運(yùn)算模塊的核心部分為應(yīng)用軟件。對(duì)于用Simulink 開(kāi)發(fā)環(huán)境的應(yīng)用軟件一般分為兩部分:電池狀態(tài)的估算算法和故障診斷以及保護(hù)。電池狀態(tài)估算包括SOC(荷電狀態(tài))、SOP(功率狀態(tài))、SOH(健康狀態(tài))以及均衡和熱管理。其中SOC估算、SOH估算以及均衡技術(shù)都與續(xù)航里程有著緊密的關(guān)系。
SOC估算精度越高 續(xù)航里程越遠(yuǎn)
SOC通俗來(lái)講,就是指電池還剩下多少電量。SOC 是BMS中最重要的參數(shù),涉及到BMS其他所有運(yùn)行工作,所以SOC的精度和魯棒性(也叫糾錯(cuò)能力)極其重要。如果沒(méi)有精確的SOC,BMS就無(wú)法正常工作,電池會(huì)經(jīng)常處于被保護(hù)狀態(tài),電池的使用壽命也因此會(huì)有所縮短。
對(duì)于相同容量的電池來(lái)說(shuō),SOC的精度越高,動(dòng)力電池在安全運(yùn)行狀態(tài)下能夠釋放的電量就會(huì)越多,續(xù)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電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程,在續(xù)航里程相同的條件下,所需要的電池成本也會(huì)有所降低。
SOH估算精度越高 動(dòng)力電池衰減越慢
SOH的估算主要針對(duì)電池容量和功率的變化。一般來(lái)講,當(dāng)動(dòng)力電池容量衰減20%或者輸出功率衰減25%,動(dòng)力電池就會(huì)被臨淘汰。在動(dòng)力電池容量衰減的過(guò)程中,續(xù)航里程也會(huì)逐步降低。SOH的估算精度越高、魯棒性越強(qiáng),管理系統(tǒng)對(duì)電池容量衰減情況做出的判斷就會(huì)越準(zhǔn)確,續(xù)航里程也會(huì)達(dá)到安全狀態(tài)下的最大值,這也意味著續(xù)航里程降低的速度在減慢,同時(shí)動(dòng)力電池的使用壽命也將延長(zhǎng)。
主動(dòng)均衡技術(shù)能延長(zhǎng)續(xù)航里程
電池均衡技術(shù)能夠有效地緩解因單體電芯差異而產(chǎn)生的一致性問(wèn)題,從而提高動(dòng)力電池的使用效率。
電池均衡技術(shù)分為被動(dòng)均衡與主動(dòng)均衡。被動(dòng)均衡先于主動(dòng)均衡出現(xiàn),因?yàn)殡娐泛?jiǎn)單、成本低廉,至今仍被廣泛使用。其原理是依照電池的電量和電壓呈正相關(guān),根據(jù)單串電池電壓數(shù)據(jù),將高電壓的電池能量通過(guò)電阻放電以與低電壓電池的電量保持相等狀態(tài),但在過(guò)程中會(huì)有電能損耗,放電過(guò)程中的發(fā)熱為電池組的散熱增加了負(fù)荷。
因?yàn)楸粍?dòng)均衡的局限,主動(dòng)均衡的概念得以提出并發(fā)展。主動(dòng)均衡是把高能量電池中的能量轉(zhuǎn)移到低能量電池中,因此使電池容量得到充分利用,從而延長(zhǎng)動(dòng)力電池的使用壽命和續(xù)航里程。有研究表明,主動(dòng)均衡可使電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程增加一成以上。
筆者認(rèn)為,續(xù)航里程作為電動(dòng)汽車(chē)的重要指標(biāo),直接影響到電動(dòng)汽車(chē)的推廣工作。因此,人們?cè)噲D從各個(gè)方面著手提高動(dòng)力電池的續(xù)航里程。BMS作為動(dòng)力電池不可或缺的管理系統(tǒng),在保障動(dòng)力電池在安全狀態(tài)下工作的同時(shí),也將動(dòng)力電池控制在最佳工作狀態(tài),從而有效地提高了動(dòng)力電池的續(xù)航里程。隨著科技的不斷進(jìn)步,動(dòng)力電池在續(xù)航里程方面的研究,也將有新的突破和進(jìn)展。
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