談電動(dòng)汽車動(dòng)力電池BMS均衡技術(shù)路線之爭(zhēng)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-01 10:43
點(diǎn)擊量：次
電池管理系統(tǒng)（BMS）作為電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的一個(gè)重要構(gòu)成，對(duì)電池組的電壓、溫度、電流、SOC、SOH等各項(xiàng)參數(shù)起到整體的把控。這其中，由于電池組是由若干單體電芯組成的，BMS還扮演著能量均衡的角色。
均衡的必要性
以目前的電池制造水平和工藝，電芯在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)單體會(huì)存在細(xì)微的差別，也就是一致性問(wèn)題。這種不一致性會(huì)使電芯的各項(xiàng)參數(shù)大相徑庭。要想讓它們組裝在一起形成一個(gè)整體，則必須在作用過(guò)程中采用均衡的手段。好比木桶效應(yīng)，彌補(bǔ)短板，才能最大程度提升性能。
另一方面，電芯在組成電池組裝車使用過(guò)程中，也會(huì)由于自放電程度以及部位溫度等原因?qū)е聠误w不一致性的現(xiàn)象出現(xiàn)，單體電池的不一致性從而又影響電池組的充放電特性。
均衡技術(shù)路線之爭(zhēng)
關(guān)于BMS技術(shù)路線的爭(zhēng)論主要集中在被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡兩個(gè)方面。
被動(dòng)均衡顧名思義就是將單體電池中容量稍多的個(gè)體消耗掉，實(shí)現(xiàn)整體的均衡。主動(dòng)均衡則是將單體能量稍高的能量通過(guò)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到能量稍低的電池上去。實(shí)現(xiàn)的是一種主動(dòng)分配的效果。
有觀點(diǎn)認(rèn)為被動(dòng)均衡更適合當(dāng)前動(dòng)力電池發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)電池的壽命影響較小；也有觀點(diǎn)認(rèn)為主動(dòng)均衡對(duì)提升電動(dòng)汽車整體的運(yùn)營(yíng)效果、駕駛體驗(yàn)有顯著的幫助。
目前市場(chǎng)上采用被動(dòng)均衡的BMS系統(tǒng)較多，一方面被動(dòng)均衡出現(xiàn)早于主動(dòng)均衡且技術(shù)較為成熟簡(jiǎn)單，使用廣泛。而主動(dòng)均衡結(jié)構(gòu)則較為復(fù)雜，變壓器方案的設(shè)計(jì)以及開(kāi)關(guān)矩陣的設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)使成本增加明顯。
被動(dòng)均衡的有點(diǎn)前面說(shuō)過(guò)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，但由于是采用電阻耗能，會(huì)產(chǎn)生熱量，從而使整個(gè)系統(tǒng)的效率降低。
主動(dòng)均衡因?yàn)槠湓碓谟谀芰康膫鬟f分配，所以其能量利用率高，但其一般只能在相鄰的兩節(jié)單體電池之間轉(zhuǎn)移能量，結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，成本隨之增高是其缺點(diǎn)所在。
根據(jù)官方介紹，比亞迪秦的BMS除具備基本的電池能量管理、電池?zé)峁芾砉δ芡?，還具有電池單體自動(dòng)均衡功能。介紹說(shuō)，在整車運(yùn)行過(guò)程中，監(jiān)控整個(gè)電池包的單體性能參數(shù)，通過(guò)電池均衡功能達(dá)到及時(shí)、自動(dòng)保養(yǎng)的目的，可以極大的減少動(dòng)力電池保養(yǎng)的成本，延長(zhǎng)使用壽命，提升各階段性能。
秦通過(guò)主動(dòng)均衡的BMS系統(tǒng)使電池包的性能和壽命得以優(yōu)化和延長(zhǎng)。根據(jù)介紹，秦具體采用的是DMⅡ代電池管理系統(tǒng)，MⅡ代采用了分布式設(shè)計(jì)。分布式電池管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電池單體溫度和電壓的采集，進(jìn)行動(dòng)力電池能量管理、熱平衡管理、整車充放電管理、整車高壓安全管理，進(jìn)一步提升電池的能量管理效率，同時(shí)達(dá)到輕量化的設(shè)計(jì)要求。
通過(guò)每?jī)蓚€(gè)單體電芯組成一個(gè)單元，通過(guò)儲(chǔ)能方式轉(zhuǎn)移能量，平衡電壓的高低。
無(wú)論是主動(dòng)均衡還是被動(dòng)均衡，都有其應(yīng)用價(jià)值。均衡技術(shù)也不是神一樣的存在。BMS整體的設(shè)計(jì)和與整車的搭配才是關(guān)鍵。同時(shí)，兩種BMS均衡方法利弊明顯，存在爭(zhēng)議主要是國(guó)內(nèi)外使用哪種方式更為合理的問(wèn)題。但是還是得看電池的特性，單體一致性很強(qiáng)的情況下，小容量的電池組更適合被動(dòng)均衡。大容量的動(dòng)力電池如果一致性方面一般，采用主動(dòng)均衡則更能適應(yīng)使用要求。
干電池也成為伏打電池，伏打電池就是說(shuō)由多組圓型板子成對(duì)出現(xiàn)并按照一定順序堆積而成，圓板上有兩種不同的金屬板，階層之間有一層布，起到導(dǎo)電作用，干電池就是根據(jù)這種原理制作而成，干電池內(nèi)部有一種糊狀的物質(zhì)，有些是明膠。因此它的電解液是糊狀的，并且這種電池一次性電池，放完電后不能再充電，鋅錳干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，如果給手機(jī)充電的話至少需要多節(jié)干電池。
我們經(jīng)?？吹降氖俏逄?hào)和七號(hào)電池，一號(hào)電池和二號(hào)電池用的相對(duì)少一點(diǎn)，這種電池主要是在無(wú)線鼠標(biāo)、鬧鐘、電動(dòng)玩具、計(jì)算機(jī)、收音機(jī)方面應(yīng)用比較多，我們對(duì)南孚電池再熟悉不過(guò)，這是福建一家著名電池企業(yè)。
2、鋰電池
而鋰電池內(nèi)部的溶液是非水電解質(zhì)溶液，負(fù)極材料是由鋰金屬或鋰合金，因此與干電池區(qū)別是電池內(nèi)部反應(yīng)物質(zhì)不同，同時(shí)充電特性不同，鋰電池可以循環(huán)充電。鋰電池一般有鋰金屬電池以及鋰離子電池兩種，這種電池在手機(jī)、電動(dòng)車、家用小電器上、手機(jī)、筆記本、電動(dòng)剃須刀等大量應(yīng)用，比干電池應(yīng)用更廣泛。
鋰電池與干電池對(duì)比特點(diǎn)：
1、干電池屬于一次性電池，鋰電池屬于可充電電池，可多次循環(huán)充電，且無(wú)記憶，不需根據(jù)電量多少，隨充隨用；
2、干電池污染厲害，以前很多電池都含汞、鉛等重金屬，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，因?yàn)閷儆谝淮涡噪姵?，很快用完就丟掉，但是鋰電池不含有害金屬；
3、鋰電池還有快速充電功能，循環(huán)壽命也很高，這是干電池?zé)o法企及的，并且現(xiàn)在很多鋰電池內(nèi)部都會(huì)有保護(hù)電路。
