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电动汽车想要突破发展?BMS系统很关键
[发布时间]:2019年5月29日 [来源]:与非网 [点击率]:1701
【导读】: 亨利福特于1903年创建福特汽车公司,在当时很少有人买得起汽车。它们制造成本高昂,维修费用昂贵且运行复杂。在当时,汽车仍然是少数特权阶层的奢侈品。直到,福特巧妙地使用内燃机,新的制造技术和廉价的维...

  亨利福特于1903年创建福特汽车公司,在当时很少有人买得起汽车。它们制造成本高昂,维修费用昂贵且运行复杂。在当时,汽车仍然是少数特权阶层的奢侈品。直到,福特巧妙地使用内燃机,新的制造技术和廉价的维修设计,才能将奢侈品推向主流,永远改变了一般人的交通方式。
  在时间经过了116年后,今天的人们又面临了相同的问题。随着油价飙升,资源萎缩和环境压力的不断增加,世界各地的政府和民众正在寻求更好、更清洁、更有效的汽油替代品,这一点不足为奇。目前许多欧洲国家都已经开始推动甚至已经立法禁止销售新的非电动汽车。这使电动汽车(EV)行业成为今日最令人兴奋的领域之一。

  2019年电动车市场发展

  但就像回到一个多世纪以前的那些早期汽车一样,为大众市场生产电动汽车带来了一大堆挑战。推出内燃机(ICE)的可行替代品并不容易。技术的突破不断开启了新的可能性。但是,将这些突破转化为电机、控制技术和电池,改进和完善的模型,以及鼓励消费者广泛采用,将需要更多的时间。
  我们可以先来观察2019年的电动车市场会有什么变化。在今年,预期电动汽车的电池尺寸将越来越小。虽然具有更大电池和更长行驶距离的电动汽车带来更大的行动便利性,但针对城市驾驶的小型电池电动汽车市场却也正在增加当中。在未来,随着充电点数量的增加,行驶距离更短的城市EV将更为普遍。
  此外,政府也一直在补贴电动汽车销售价格以刺激市场。而消费者也期待加油站成为电力供应站,例如在汽油加油机附近安装快速充电桩。这也意味着他们必须为驾驶员在充电期间提供一些娱乐,无论是喝咖啡、看电视还是购物等。
  而在2019年,还将对电动车充电器进行更严格的管理,并让充电器提供更高质量的电力和更安全的功能标准。最终将要求充电器允许负载控制,确保电网能够满足充电的高需求。而随着电池价格的下降,更高的产量和更高的能量密度,也提供了更安全与更长久的驾驭距离。

  为什么需要电池管理系统(BMS)?
  锂离子电池因其高电荷密度和较低的重量,而被证明是电动汽车制造商感兴趣的电池。锂离子电池的特性是尺寸很大,而性质上也较为不稳定。非常重要的是,在任何需要监控其电压和电流的情况下,这些电池不应发生过充电或放电不足的状况。只是这个过程最困难的地方在于,透过很多电池组合在一起形成的EV电池组,每个电池都必须单独监控其安全性并确保其高效运行,这就需要一个特殊的专用系统,称为电池管理系统(BMS)。

  同样的,为了从电池组获得最大电源效率,我们应该在相同的电压下,同时对所有电池完全充电和放电,而这就再次需要透过BMS。此外,BMS还将肩负起许多其他的功能。

  BMS设计考虑因素
  在设计BMS时需要考虑很多因素。完整的考虑因素取决于使用BMS时,确切的最终应用。除了EV的BMS之外,还可以应用在任何采用锂电池组的地方,例如太阳能电池板阵列、风车、电力墙等。无论应用为何,BMS设计都应考虑一些重要因素。

  放电控制
  BMS的主要功能是将锂电池维持在安全工作电压内。例如,典型的18650锂电池的欠压额定值约为3V。BMS有责任确保电池组中的所有电池都不会在3V以下放电。

  充电控制
  除了放电,充电过程也应由BMS监控。大多数电池在充电不当时,往往会受到损坏或寿命缩短。对于锂电池充电器所使用的充电器来说分为两级,第一级被称为恒流(CC) ,在此期间充电器输出恒定电流对电池进行充电。当电池接近满时,第二级称为恒压(CV)阶段,在该阶段期间以非常低的电流向电池提供恒定电压。BMS应确保充电期间的电压和电流不超过可渗透限制,以免电池过充或快速充电。一般来说,最大允许充电电压和充电电流,都可在电池的数据表中找到。

  充电状态
  这是EV的燃料指标,它实际上告诉我们电池组的电池容量百分比。就像我们手机里的一样。但它并不像听起来那么容易。系统需随时监控电池组的电压和充放电电流,以预测电池的容量。一旦测量到电压和电流,就会有很多算法可用于计算电池组的容量。最常用的方法如库仑计数法。

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