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電動汽車電池管理系統(tǒng)真能監(jiān)測到每一顆電芯的狀態(tài)嗎

鉅大LARGE  |  點擊量:1336次  |  2020年04月28日  

動力鋰電池是電動汽車里面最為重要的部件,也是電動汽車和傳統(tǒng)燃油車差別最大的部分。從市場數(shù)據(jù)來看,電動汽車的電池包基本占據(jù)了整車40%的成本。因此,很多車企也以自己掌握了多少電池技術作為自吹自擂的噱頭。我們現(xiàn)在都了解,電動汽車的動力鋰電池包里面是由成百上千的單電芯組成的,這些單電芯通過串聯(lián)新增電壓,并聯(lián)新增容量的方式來滿足電動汽車的電壓和容量要求。動力鋰電池的串并聯(lián),為啥不直接做大電池,而要串并聯(lián)。


以特斯拉models為例,其動力鋰電池包重達900公交,85kwh的電池版本中一共有7200節(jié)18650圓柱電芯。小朋友都了解的“遙控器里面新舊電池不能混用”的道理,在電動汽車的動力鋰電池包中顯然是同樣存在的,而且實際上,還要更為嚴格。動力鋰電池漫談-動力鋰電池的一致性為何那么重要


那電動汽車電池包中,是如何保證電芯的一致性的呢?難道真的如汽車廠或者電池廠商所宣傳的那樣:他們的超級無敵動力鋰電池管理系統(tǒng)(BMS)能夠識別出每一顆電芯的電壓和溫度嗎?


顯然是不可能的,還是以Models為例,假如要測量電池包里面7000多節(jié)電芯的電壓,按照每科電芯一正一負兩根線來算,總共要超過14000根線,這顯然不合理。即使里面部分電芯串聯(lián),電芯首尾相連,能夠省掉部分線,但總得來算,也要不少于7000根線,這在動力鋰電池的制造上來說,顯然是不合理。除此之外,要想測量每一顆電芯的溫度也是同理,要大量的線束。更重要的是,即便這些線束真的這樣連起來了,關于電池管理系統(tǒng)來說,也絕對是災難性的問題。


那實際上是什么情況呢?動力鋰電池內(nèi)部,電池管理系統(tǒng)又是如何測量每節(jié)電芯電壓和溫度,保證一致性的呢?如我們之前所說,動力鋰電池包是通過電芯串聯(lián)和并聯(lián)組成的,因此,實際上,并聯(lián)的電芯之間由于頭和頭相連,尾和尾相連,他們的電壓是相同的。動力鋰電池的管理系統(tǒng)在進行電壓采集時,直接采集整并電芯的電壓,得到的也就是這并里面每一顆電芯的電壓。


大多數(shù)的動力鋰電池,都是先通過電芯并聯(lián)形成并,再將一并一并的電芯串起來,新增電壓,形成動力鋰電池的。動力鋰電池的每一串,就是一個大并,電池管理系統(tǒng)在測量時,也即是測一串的電壓,以獲得一并的電壓,以獲得這一并里面每一顆電芯的電壓。而我們電池管理系統(tǒng)在判定電池包的一致性的時候,也是利用的每一串的電壓在比較。


特斯拉的models電池包額定電壓大約為345v,采用的是三元電芯(每串3.6v),也就是說,其總串數(shù)為345/3.6≈96(串)。換句話說,其電池包里面一共采集了96個電芯電壓,而不是電芯數(shù)量7000多個。溫度的采集也是同理,電池包并不是采集每一個電芯的溫度,而是在內(nèi)部分布一定的位置布置傳感器。


因此,無論是電池廠也好,車企也好,當他們在宣傳自己動力鋰電池的管理系統(tǒng)能夠采集每一個電芯的參數(shù),讓每一顆電芯都能聯(lián)網(wǎng)時,他們表達的和我們理解的是不相同的。不過從理論上來說,電池管理系統(tǒng)確實是采集到了每一顆電芯的電壓,但是從情理上來說,這樣的描述有故意誤導的嫌疑的。管理系統(tǒng)只是采集了每一串電芯的電壓(但是每一串內(nèi)部所以電芯電壓相等),沒不是每一顆都去采集了。而關于電芯溫度,采集每一個電芯顯然是不合理也沒有必要的,通常都是按一定數(shù)量的電芯分配一定數(shù)量的采集點而已。


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