电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
随着新能源概念的普及推广,新能源汽车也逐步走入了千家万户,新能源汽车作为寻常百姓的新购车选择已经开始侵占着原本属于传统燃油汽车的市场,作为目前新能源汽车最大的市场,我国的公司依赖着新能源汽车首次与国外公司站在同一起跑线,不断涌现的新技术新工艺,让我国的新能源汽车行业有了更充分的底气去放眼世界,心系将来。
提到传统燃油汽车的核心关键自然离不开俗称的三大件:发动机、底盘以及变速箱,在这三大件上,我国技术落后以德日美为首的国外汽车厂商已是共识。而在新能源电动车上也有俗称的三大件:
电池、电机和电控,此外还有与三电同等紧要的电池管理系统BMS,由于新能源电动车在全球范围内仍是较新的行业,各国公司的起步相差并不大,这也让我国公司在汽车这个1886年发明至今的多用途动力驱动工具上拥有了与国外公司一较高下的条件。本文重点给大家解析新能源电动车里最紧要的安全管家:电池管理系统(BMS)。
新能源电动车与传统燃油汽车最大的差别是用动力锂离子电池作为动力驱动,而作为衔接电池包、整车系统和电机的紧要纽带,电池管理系统BMS的紧要性不言而喻,国内外许多新能源车企都将电池管理系统作为公司最核心的技术来看待,最著名的例子就是大家耳熟能详的特斯拉,特斯拉的电动车三大件中,电池来自于松下,电机来自于台湾供应商,而惟有电池管理系统是特斯拉自主研发的核心技术,2008年-2015年期间特斯拉所申请的核心知识产权大都与电池管理系统相关,由此可见电池管理系统关于新能源汽车的紧要性。而国内,电池管理系统BMS的技术研发紧要聚集在这三类公司:
1、新能源汽车厂商,代表公司:比亚迪
2、电池厂商,代表公司:CATL、沃特玛、普莱德等
3、专业BMS厂商,代表公司:惠州亿能、深圳国新动力等
电池管理系统BMS究竟有哪些用途?
电池管理系统BMS是一个本世纪才诞生的新产品,因为电化学反应的难以控制和材料在这个过程中性能变化的难以捉摸,所以才要这么一个管家来时刻监督调整限制电池包的行为,以保障使用安全,其紧要功能为:
1、准确估测动力锂离子电池包的荷电状态
准确估测动力锂离子电池包的荷电状态(StateofCharge,即SOC),即电池剩余电量,保证SOC维持在合理的范围内,戒备由于过充电或过放电对电池的损伤,从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
2、动态监测动力锂离子电池包的工作状态
在电池充放电过程中,实时采集动力锂离子电池包中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池组总电压,戒备电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况,选择出有问题的电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性,使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外,还要建立每块电池的使用历史档案,为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等供应资料,为离线分解系统故障供应根据。
3、单体电池间的均衡
即为单体电池均衡充电,使电池包中各个电池都达到均衡一致的状态,现业内普遍有主动均衡和被动均衡两种办法,各有优劣。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。
目前市场上技术先进的BMS应当有哪些特点?
技术先进、产品稳定可靠将是将来BMS产品的核心特点,那什么样的产品才是技术先进、稳定可靠的产品呢?这里以深圳国新动力的BMS性能特点为例,从技术、功能、品质、标准规范四个维度举例说明。
先进的技术:
1.公司掌握电池SOC核心算法;
2.掌握健康状态估算,最大准许瞬时(5s/30s)及继续充放电功率估算;
3.掌握高效的均衡管理技术,先进的散热机制,最大可支持200mA的被动均衡电流;
4.掌握业内领先的高精度测量技术,总流总压精度可达0.5%FSR;
5.可选配多功能数据记录仪,支持无线传输、大容量存储、GpS等云平台功能;
6.可选配主动均衡模块,最大均衡电流可达5A,单板24串可灵活选配;
安全的功能:
1.电池安全管理:具备可靠的过充/过放保护、过流/过温/低温保护、多级故障诊断保护;
2.高压安全管理:具备高压继电器粘连测试、高抗干扰性的高压互锁测试、先进的高压绝缘监测;
3.具备电压温度采集线断线诊断功能;
4.电池电压采集模块具备回路过流、短路保护等安全机制,电路更可靠;
5.具备5~36串、5~48串一体机灵活配置,适用于业内各类主流办法;
稳定的品质:
1.所有元器件均采用汽车级元器件选型,-40℃~85℃的高标准工作温度范围;
2.更宽更可靠的温度监控,监控范围可达-40~125℃;
符合标准规范:
1.支持充电国标GBT20234-2015及GBT27930-2015;
2.支持ISO26262国际安全标准中产品功能安全生命周期管理的要求;
3.支持CCp标定协议、UDS、OBD-ii诊断协议。
国内电池管理系统BMS的困境
新能源汽车的发展并不是一帆风顺的,过去这两年,随着新能源汽车的大量推广使用,我们也听到了不少有关新能源汽车的丑闻:自燃、虚假续航里程等,这都是新能源汽车目前急需处理的问题,而为甚么会出现这些使用问题呢?没有使用电池管理系统或使用劣质的不成熟的电池管理系统是主因之一。实际上,新能源汽车的安全性问题,一直是政府和汽车产业的重点工作之一,不久前,科技部、财政部、工信部和发改委等四部委,已经联合公布了新能源汽车示范推广安全令(即《有关增强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的函》),强调对投入示范运行的插电式混合动力汽车、纯电动车要全部安装车辆运行技术状态实时监控系统(简称BMS),特别是要增强对动力锂离子电池和燃料动力电池工作状态的监控。
电动车自燃原由多种多样,并非安装了电池管理系统就可以高枕无忧的,例如:在安全、精度、寿命、放电能力等方面,单体电池可以充放电2000次,成电池包后可能惟有1000次,若搭载不成熟的BMS,无法实时精准地监控电池充放电状况,极易造成电池芯局部功耗过大,出现局部热量,且信息无法传递至驾驶员,极易导致电池自燃发生。业内人士认为,安装优秀的电池管理学BMS能够有效提高电池的利用率,戒备电池出现过充电和过放电,并且延长电池的使用寿命,监控电池包及各电池单芯的运行状态,有效防止电池包自燃,如遇紧急情况提前对司机作出突发事件预警,为保障安全赢得时间。
新能源汽车和电池管理系统的将来
我国新能源汽车产业始于21世纪初,迄今发展不过十数年,由于人们关于环保和可再生能源的渴求,新能源汽车才迎来了发展机遇,之后便一发不可收拾,在很长的一段将来里,新能源汽车都会作为一个挑战者去侵占原本属于传统燃油汽车的广大市场,而且由于社会发展的要,这种市场份额的侵占,是可以预期的。
在展望新能源汽车快速发展的同时,我们非得清楚地认识到,技术的发展才是行业发展的基础,而稳定、高效、安全、可靠的产品就是技术的体现,我们非得要知道,国内目前的新能源汽车行业并不友善,频发的电动车自燃事件和虚假续航里程,都暴露出国内目前新能源电池包、电池管理系统的设计、测试、加工的标准的不完善。
目前国内的BMS公司有上百家,而欧美发达国家却惟有数家,大型新能源汽车厂商要么选择自家研发的电池管理系统要么采用具备国际竞争力的德日美为首的BMS加工公司,其实我国国内并不缺乏优秀的BMS加工公司,像文中提及的深圳国新动力便是一家具有核心竞争力的重视产品品质的公司,其BMS系统已实现批量量产导入,配置在陕西通家和众泰汽车的部分新能源车型里,也可依据实际需求使用于纯电动或混合动力的低速车,乘用车、物流车,场地车、公交车、旅行大巴、储能系统等范畴,其稳定、高效、安全、可靠的BMS平台产品备受客户推崇。
技术参数及标准的缺失,也没有权威机构对厂家加工的BMS进行权威测试,这是目前国内BMS市场的困局,导致了BMS产品的良莠不齐,难以大面积推广。同时,目前国内很多汽车厂商及电池pAC公司关于BMS的紧要性认识不足,以为只要各个单体电池芯能链接上,就能保证车辆运行,对其安全性心存侥幸,在BMS采购中一味地追求低价格,为求合同的签订,某些不良BMS供应商惟有降低BMS功能指标或干脆阉割部分功能,从而埋下安全隐患,这也是对整个行业的不负责任和伤害。惟有尽快建立统一的行业标准,打压不符合市场要求的加工商,建立健全的测试体系,电池管理系统和新能源汽车才能拥有可继续发展的将来,这也是诸多厂商和消费者的诉求。
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