純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)概述與發(fā)展(編輯修改稿)
2025-07-26 16:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。鎳氫電池以其充放電倍率大、無環(huán)境污染隱患、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)很快占領(lǐng)了極大的市場(chǎng)。但是鎳氫電池內(nèi)阻小，這在給人們帶來充放電倍率大的同時(shí)卻又引入了電池不容易實(shí)現(xiàn)并聯(lián)的問題，這限制了鎳氫電池通過并聯(lián)增加容量，加之其工作電壓低(1．2V)，需要大量的電池串聯(lián)，隨之而來的一致性問題使得鎳氫電池的在大容量場(chǎng)合(如純電動(dòng)大巴等)的應(yīng)用受到限制。特別是鋰離子電池推出以后，人們又開始認(rèn)同鋰電池，一些鎳氫電池企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)鋰電池。一時(shí)間人們所熱崇的鎳氫電池似有被冷落的意思。鋰電池具有工作電壓等級(jí)高、比能量和比體積大、白放電率低、無記憶效應(yīng)、環(huán)保性好和無污染性等優(yōu)點(diǎn)。鋰電池的能量密度(體積能和質(zhì)量能)幾乎是鎳鎘電池的1．5～3倍；單元電池的平均電壓為3．6V，相當(dāng)于3個(gè)鎳鎘或鎳氫電池串接起來的電壓值。能減少電池組合體的數(shù)量，從而因單元電池電壓差所造成的電池故障的概率可減少許多，也就是說大大延長(zhǎng)了電池組合體的壽命。所以鋰電池很快得到人們的肯定和廣泛使用。這也極大地促進(jìn)了鋰電池技術(shù)的發(fā)展。在電動(dòng)車上它大有取代鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池之勢(shì)，它將隨著電動(dòng)車的普及發(fā)展而成長(zhǎng)壯大。環(huán)保意識(shí)日漸人心，在為子孫后代節(jié)省化石能源的責(zé)任感下，電動(dòng)車定會(huì)得到重大發(fā)展，鋰電池也將呈亮麗的發(fā)展之勢(shì)，它將成為21世紀(jì)電動(dòng)車的主要電池。 ，就可能引起會(huì)發(fā)生鼓脹；，就會(huì)損傷電池，造成容量的下降。()純電動(dòng)汽車一般使用比能量高的鋰電池提供動(dòng)力，為提高動(dòng)力，一般將一百節(jié)左右的單體鋰電池（300V系統(tǒng)）串聯(lián)起來使用，有些電動(dòng)大巴則用二百多節(jié)左右的單體鋰電池（600V系統(tǒng)）串聯(lián)起來使用。電池組串聯(lián)的越多，出現(xiàn)單節(jié)落后的幾率就越高，相對(duì)服務(wù)壽命就越短，雖然可以通過維護(hù)來維持壽命，但在整個(gè)壽命中需要多次維護(hù)，維護(hù)成本較高，同時(shí)也給用戶帶來不便。 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)為鋰電池的大規(guī)模應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，但在應(yīng)用初期，鋰電池的制造工藝尚未完全成熟，不論電池廠家怎樣精準(zhǔn)配組，在使用一段時(shí)間后都會(huì)出現(xiàn)單體電池落后現(xiàn)象，并且隨時(shí)間呈迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致電動(dòng)汽車的行駛里程迅速縮短。 串聯(lián)電池組的應(yīng)用特點(diǎn)介紹 由于單體蓄電池的端電壓較低。而電動(dòng)汽車系統(tǒng)的工作電壓一般都較高300600V，因而必須將多只單體電池串聯(lián)起來才能滿足需要。 串聯(lián)電池組的特點(diǎn)是流過電池組本身的電流完全相等。由于各單體電池的電氣參數(shù)應(yīng)材料、工藝等原因，不可能絕對(duì)完全相同，出廠時(shí)一般采用參數(shù)接近配組的方式，使蓄電池組中的各單體電池參數(shù)盡可能一致。串聯(lián)電池組的使用特點(diǎn)之一就是每次充放電時(shí)都會(huì)放大上述單體電池間細(xì)微的差距，容量較少者每次充電時(shí)都存在過充電，而每次放電又存在過放電，久而久之，這種較差的電池就會(huì)加速損壞形成落后電池，從而導(dǎo)致整個(gè)蓄電池組性能下降或提前失效。具體表現(xiàn)為，單體電池質(zhì)量好，參數(shù)一致性好，配組嚴(yán)格，使用環(huán)境好（一般淺充淺放）的電池組壽命就長(zhǎng)些。而單體電池質(zhì)量一般，參數(shù)一致性一般，配組不太嚴(yán)格，使用環(huán)境較差（經(jīng)常深充深放）的電池組壽命就短。雖然性能下降或失效的電池組僅是一個(gè)或數(shù)個(gè)單體電池首先損壞引起的，也容易進(jìn)行更換修復(fù)，但及時(shí)的檢查與更換，需要大量維護(hù)人員，同時(shí)在維護(hù)一段時(shí)間后還會(huì)出現(xiàn)新的落后電池。如果不及時(shí)檢查、發(fā)現(xiàn)并更換落后電池，輕則嚴(yán)重降低電池組服務(wù)時(shí)間，重則會(huì)造成落后電池嚴(yán)重的過充或過放甚至反充，危及安全（漏液或燃爆）。 ，，就可能引起會(huì)發(fā)生燃爆現(xiàn)象；，就會(huì)損傷電池，造成容量的下降。()純電動(dòng)汽車一般使用比能量高的鋰電池提供動(dòng)力，為提高動(dòng)力，一般將一百節(jié)左右的單體鋰電池（300V系統(tǒng)）串聯(lián)起來使用，有些電動(dòng)大巴則用二百多節(jié)左右的單體鋰電池（600V系統(tǒng)）串聯(lián)起來使用。電池組串聯(lián)的越多，出現(xiàn)單節(jié)落后的幾率就越高，相對(duì)服務(wù)壽命就越短，雖然可以通過維護(hù)來維持壽命，但在整個(gè)壽命中需要多次維護(hù)，維護(hù)成本較高，同時(shí)也給用戶帶來不便。 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)為鋰電池的大規(guī)模應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，但在應(yīng)用初期，鋰電池的制造工藝尚未完全成熟，不論電池廠家怎樣精準(zhǔn)配組，在使用一段時(shí)間后都會(huì)出現(xiàn)單體電池落后現(xiàn)象，并且隨時(shí)間呈迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致電動(dòng)汽車的行駛里程迅速縮短。由單體電池有一定的溫度耐受范圍，在實(shí)際應(yīng)用中如果體積過大，會(huì)產(chǎn)生局部的過熱，從而影響電池的安全和性能。因此，單體電池的大小受到限制，動(dòng)力和儲(chǔ)能電池不可能采用超大的單體鋰電池。例如圖6，在苛刻的使用環(huán)境下，110*110*25mm3的20Ah鋰電池，局部最高溫度為135℃；而110*220*25mm3的50Ah鋰電池，局部溫度高達(dá)188℃，更容易發(fā)生安全問題。基于現(xiàn)有的正極材料和電池制造水平，單體電池之間尚不能達(dá)到性能的完全一致，在通過串并聯(lián)方式組成大功率大容量動(dòng)力電池組后，苛刻的使用條件也易誘發(fā)局部偏差，從而引發(fā)安全問題。因此，為確保電池的性能良好、延長(zhǎng)電池使用壽命(提升50%以上)，必須使用BMS對(duì)電池組進(jìn)行合理有效的管理和控制。電池成組后主要的問題有以下幾個(gè)方面：過充/過放。串聯(lián)的電池組充電/放電時(shí)，部分電池可能先于其他電池充滿/放完。繼續(xù)充電/放電就會(huì)造成過充/過放，鋰電池的內(nèi)部副反應(yīng)將導(dǎo)致電池容量下降、熱失控或者內(nèi)部短路等問題。過大電流。并聯(lián)、老化、低溫等情況，均會(huì)導(dǎo)致部分電池的電流超過其承受能力，降低電池的壽命。溫度過高。局部溫度過高，會(huì)使電池的各項(xiàng)性能下降，最終導(dǎo)致內(nèi)部短路和熱失控，產(chǎn)生安全問題。短路或者漏電。因?yàn)檎饎?dòng)、濕熱、灰塵等因素造成電池短路或漏電，威脅駕乘人員的人身安全。第三章 電池管理系統(tǒng)的組成 電池管理系統(tǒng)的構(gòu)成 圖 電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)．不難看出系統(tǒng)內(nèi)部采用了成本較低的RS一485網(wǎng)絡(luò)，而與車輛上其它控制器間的數(shù)據(jù)通訊則統(tǒng)一采用了CAN通訊網(wǎng)絡(luò)。電池管理系統(tǒng)由單體檢測(cè)模塊和綜合管理器構(gòu)成．且多個(gè)電池單體檢測(cè)模塊在電池組綜合管理器的協(xié)調(diào)調(diào)度下實(shí)現(xiàn)電池組數(shù)據(jù)交換：而綜合管理器以及車輛的其它控制器又是在整車綜合控制器的協(xié)調(diào)調(diào)度下實(shí)現(xiàn)整車數(shù)據(jù)交換、管理和控制。池管理就是對(duì)電池組和電池單元運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，精確測(cè)量電池的剩余容量，同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行充放電保護(hù)，并使電池工作在最往狀態(tài)。一般褥言電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)簧實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：(State of Charge），隨時(shí)預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能電池還剩余多少能量或儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)，使電池的SOC值工作范圍控制在30％70％。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池組的工作狀態(tài)：實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車蓄電池組中每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流以及電池包總電壓。防止電池組中的每塊電池在使用中的性能和狀態(tài)不一致，因而對(duì)每塊電池的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)都要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)蓄電池電量或能量過低需要充電時(shí)，
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1