走進(jìn)電動汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)

綜合各國的電動汽車研究情況，可以發(fā)現(xiàn)共同存在的一個現(xiàn)象，即電池是整個電動汽車研究中出問題最多的部件。在電池生產(chǎn)的過程中，電池必須要經(jīng)過化成檢測工序，即在電池生產(chǎn)過程中需要對電池進(jìn)行多次充放電才能完成整個電池的生產(chǎn)。所以化成控制系統(tǒng)的性能直接影響著鋰電池的技術(shù)狀態(tài)、使用壽命，并決定著放電時對電網(wǎng)的污染程度。為了滿足電動汽車的實際運行需求，電池管理系統(tǒng)在功能、可靠性、實用性、安全性等方面都做出了重要努力。

電池管理系統(tǒng)簡介

電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)，電動汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)是連接車載動力電池和電動汽車的重要紐帶，其主要功能包括:電池物理參數(shù)實時監(jiān)測;電池狀態(tài)估計;在線診斷與預(yù)警;充、放電與預(yù)充控制;均衡管理和熱管理等。

電池管理系統(tǒng)的應(yīng)用

電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，BMS）的主要任務(wù)是保證電池系統(tǒng)的設(shè)計性能

1）安全性，保護(hù)電池單體或電池組免受損壞，防止出現(xiàn)安全事故；

2）耐久性，使電池工作在可靠的安全區(qū)域內(nèi)，延長電池的使用壽命；

3）動力性，維持電池工作在滿足車輛要求的狀態(tài)下。

動力電池的基本概念

（1）電池容量

池容量是蓄電池的一個重要性能參數(shù)，它表示在一定放電率、溫度、終止電壓等的條件下，電池放出的電量。

電池容量用 C表示，其單位用安時（Ah）、毫安時（mAh）表示。

（2）充電速率和放電速率

此概念利用電池額定容量和充電時間（放電時間）的比值來表示，可以比較不同電池的充放電速度。

（3）電池的過充

電池的過充即是對電池進(jìn)行了過度的充電，過充會給電池造成一定的損害。當(dāng)快接近充電結(jié)束的過程時，即電池電量快滿的時候，只能用小電流對電池進(jìn)行低速率充電。因為只有小電流充電所產(chǎn)生的極化現(xiàn)象較輕，在電池內(nèi)部積聚的氣體較少，而且給電池散熱的時間充足。

（4）充電終止電壓/放電終止電壓

當(dāng)蓄電池充滿電時，表示電池極板上的活性物質(zhì)已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，所以在這個時候即使繼續(xù)對蓄電池充電，蓄電池的電壓再也不會升高，此時蓄電池的電壓稱為充電終止電壓。類似地，放電終止電壓就是放電時候能達(dá)到的最低電壓。

（5）電池的內(nèi)阻

蓄電池兩端測得的阻值稱為蓄電池的內(nèi)阻。

（6）電池的生命周期及老化

電池的整個生命周期會經(jīng)歷以下三個階段在剛開始使用階段時，容量會增大5%~10%；接下來的階段，容量保持不變；最后一個階段，電池容量開始慢慢減少。這段容量減少的階段就是電池的老化階段。一般來說，當(dāng)電池容量降到額定容量的 80%時，則認(rèn)為電池壽命結(jié)束。

圖1 車用BMS軟硬件基本框架

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