電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)(BMS)是連接車(chē)載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的重要紐帶,其主要功能包括:電池物理參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);電池狀態(tài)估計(jì);在線(xiàn)診斷與預(yù)警;充、放電與預(yù)充控制;均衡管理和熱管理等。
隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,對(duì)先進(jìn)電池的需求和對(duì)電池管理系統(tǒng)的要求也日益提高。電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)比較復(fù)雜,需要針對(duì)車(chē)用動(dòng)力電池專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì),并且對(duì)于不同的動(dòng)力電池,對(duì)管理系統(tǒng)的要求也有差異。實(shí)用的電池管理系統(tǒng)功能主要包括:數(shù)據(jù)采集、電池狀態(tài)估計(jì)、能量管理、熱管理、安全管理和通信功能,其他擴(kuò)展功臺(tái)旨包括充電管理、數(shù)據(jù)顯示、能量管理和故障診斷等而到了電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域,電動(dòng)車(chē)動(dòng)力的主要來(lái)源就是電池,當(dāng)前,純電動(dòng)車(chē)型采用的都是鋰離子電池,而鋰離子電池也有一些屬于自己的“小脾氣”,為了能夠讓鋰離子電池能夠有更好的工作環(huán)境、狀態(tài)以及心情,所以,在電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池中,專(zhuān)門(mén)有服務(wù)于鋰電池的“電池管理系統(tǒng)”,英文名稱(chēng):Battery Management System,簡(jiǎn)稱(chēng)BMS(后文以BMS概述),那么,為了能夠讓電動(dòng)車(chē)最重要的鋰電池有更好的工作能力,BMS究竟有什么用呢?
電池管理系統(tǒng)的所有算法、電動(dòng)車(chē)的能量控制策略、駕駛員的駕駛信息等都以采集的數(shù)據(jù)作為輸入,采樣速度、精度和前置濾波特性是影響電池管理系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。電動(dòng)汽車(chē)管理系統(tǒng)的采樣速率一般要求大于200Hz。電池能量管理系統(tǒng)按電池包內(nèi)安裝的傳感器提供的信號(hào)對(duì)電池進(jìn)行管理。電池箱內(nèi)通常有溫度傳感器及電壓、電流或內(nèi)阻的測(cè)量裝置。
從大家最熟悉的地方講,鋰電池目前對(duì)于環(huán)境溫度依舊非常敏感,而且最佳工作溫度也比較局限,鋰電池目前最適宜的工作溫度在10-30攝氏度之間,電量高容易引發(fā)電池發(fā)熱,而電量低,就會(huì)導(dǎo)致電池續(xù)航縮水以及無(wú)法達(dá)到最好的工作效率,所以在鋰電池非?!懊舾小钡臓顩r下,就要一個(gè)“保姆”去幫助鋰電池來(lái)控制。
BMS主要任務(wù)就是讓鋰電池時(shí)刻處于正常、安全的工作狀態(tài),在電池狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí),及時(shí)響應(yīng)并迅速處理,并且能夠根據(jù)車(chē)輛行駛狀態(tài)、環(huán)境溫度、電池狀態(tài)等來(lái)幫助電池調(diào)整充放電功率。
電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的安全管理具體功能包括監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等是否超過(guò)限制;防止電池過(guò)度放電,尤其是防止個(gè)別電池單體過(guò)度放電,防止電池過(guò)熱而發(fā)生熱失控;防止電池出現(xiàn)能量回饋時(shí)的過(guò)充電;在電源系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣度下降時(shí)對(duì)整車(chē)多能源控制系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警或強(qiáng)行切斷電源以及電源系統(tǒng)出現(xiàn)短路情況下的保護(hù)等。
電池管理系統(tǒng)包括眾多傳感器、中央控制單元等,在BMS中,電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)也是重中之重,為此,電池組中也會(huì)設(shè)置獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng),為了就是在電池處于非正常工作溫度下,幫助電池重回正常溫度狀態(tài),來(lái)讓電動(dòng)車(chē)處于最高效的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
在動(dòng)力電池組中,不僅僅是一個(gè)電池,而是N多個(gè)電芯組成,無(wú)論是領(lǐng)岳新能源鋰電池,還是方殼電池,都是由多個(gè)電芯組成的動(dòng)力電池組,而在多個(gè)電芯連接組成的動(dòng)力電池后,每個(gè)電芯也至關(guān)重要,BMS也要負(fù)責(zé)每個(gè)電芯的充放電功率,以及平均整個(gè)動(dòng)力電池組的電芯充放電。
為了整個(gè)動(dòng)力電池組的安全性,所以在電池充放電時(shí),在各個(gè)階段,也要實(shí)時(shí)調(diào)整電壓,比如在充電時(shí),電池SOC高于80%,就會(huì)降低充電速度,為了給電池更好的充電性能,而B(niǎo)MS則是充電管家;而B(niǎo)MS也根據(jù)充電狀態(tài)來(lái)適時(shí)調(diào)整充放電電壓,不僅保證電池最大效率,也盡可能的保證電池工作安全。
BMS雖聽(tīng)起來(lái)是一個(gè)很小的系統(tǒng),但對(duì)于電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池組的重要性是非常高的,能夠把控安全、效率等眾多駕駛因素,所以BMS是鋰離子電池非常重要的一環(huán)。在新能源純電動(dòng)車(chē)發(fā)展越來(lái)越迅猛的階段,而領(lǐng)岳新能源電池布局和排列以及使用的電池屬性有區(qū)別,所以在BMS上,也會(huì)針對(duì)不同的電池組和電芯做獨(dú)特的BMS管理開(kāi)發(fā),來(lái)保障每款產(chǎn)品和不同電池組都能處于最好的工作效率,也盡可能的保證電池安全性。
電池管理系統(tǒng)隨時(shí)參與整車(chē)檢測(cè)工作,檢測(cè)電池的工作狀態(tài),尤其對(duì)每只電池的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)分析,將檢測(cè)的數(shù)據(jù)在車(chē)輛停駛、充電之前“通知”充電機(jī),即“車(chē)與機(jī)”的對(duì)話(huà)。告訴充電機(jī),電池組的工作狀態(tài)及每只電池的技術(shù)狀態(tài),“落后”電池和“先進(jìn)”電池性能差異。系統(tǒng)計(jì)算此時(shí)充電機(jī)應(yīng)當(dāng)采用何種充電模式給電池充電,才能達(dá)到給電池充足,性能好的電池不能過(guò)充,而性能差的電池又能充足,保證整車(chē)能量的供應(yīng)。在放電過(guò)程中保證性能差的電池不能過(guò)放,這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是電池能量管理系統(tǒng)最重要的功能之一。
領(lǐng)岳新能源采用自研的電池雙管理系統(tǒng),在正常管理系統(tǒng)的技術(shù)上優(yōu)化升級(jí),使電池的壽命更長(zhǎng),安全性更高,所以,BMS系統(tǒng)也決定著電動(dòng)車(chē)的諸多因素。