摘要:本文主要从电池的管理系统内部前端的数据采集、均衡性管理、SOC电量的计量、实时化通信这四个方面入手,对电池的管理系统其在我国电动汽车当中的实践应用,进行了深度的分析及研究。从而能够切实地把握住电池的管理系统各项功能优势,将其更为科学地运用至电动汽车当中,以确保电动汽车安全稳定地行驶。
关键词:电池管理系统;电动汽车;应用分析
前 言:
电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM;BMS),它属于电池与广大客户之间重要的纽带,以二次电池为基本对象,主要是为了将电池实际利率有效提升,避免电池出现了过渡性放电与充电情况,多数应用于当下最为盛行的电动汽车当中,也应用在无人机、机器人、电瓶车等当中。伴随着我国各项科学技术不断地进步发展,电池的管理系统作为我国电动汽车的核心技术之一,也需逐步向着新的发展方向快步迈进,以更好地为我国电动汽车行业提供强大的技术支持力量。
1、前端的数据采集
1.1 测量电压
电压采集过程当中,最为关键的为电芯电压采集的精准度及速度。采集的精准度通常影响着电池的管理系统可否在过充及过放保护点精准地对电池实施保护动作。采集的速度通常影响着其可否在过充及过放保护点上快速地实施保护动作。同时,在电动汽车实际应用电池的管理系统期间,还需尤为关注电压共用一个接地点问题,应予以有效性处理,以确保电池的管理系统其在电动汽车当中实际的应用效果。
1.2 测量电流
电池组的充放电性电流精准性测量,影响着充放电的过流性保护与电池组的剩余电量估算。电池的管理系统其在电动汽车不同应用状态之中,对于电流的测量均有着不同要求。在一定程度上,大电流的放电与充电、涓流的充电均会遇到,这就需要在电池的管理系统其在电动汽车当中实际应用期间,需确保电流测量处于较宽地测量范围之内,确保测量结果的准确性。
1.3 测量温度
电池性能,通常会受温度所影响。因而,研究其温度对于电池实际行驶状态所产生的影响有着较大的现实意义。温度测量,是电池的管理系统升级优化的关键。当前针对于电池的管理系统最为常见的测温法包含着:数字式的半导体性传感器、模拟式的半导体性传感器、热敏电阻等。那么,通过这些测温方法人的合理化运用,可有效地提升电池的管理系统其在电动汽车事行驶效率。
2、均衡性管理
电池串联使用期间,基于电池批次与质量等各方面自身因素,通常会出现个别的电芯损坏情况,导致电池组长期使用之后,各个电芯容量存在着一定的差异性,在无均衡性管理条件之下,此种差异性会随着时间的推移而不断扩大化发展,在同等电流条件之下,大容量电芯则会处在浅充放状态当中,电芯实际容量会出现缓慢性衰减,使用寿命逐渐增加。小容量电芯,则会一直处在过充放电状态当中,电芯实际容量会加快衰减,实际使用寿命会逐渐减少。基于电池组寿命主要是取决于最差的电芯寿命,以至于电池组其整体的使用寿命无法得以保障。因此,若想更加有效地确保电池的管理系统其在电动汽车当中的应用效果,就需在实际应用期间,对电池的管理系统实施均衡性管控,以确保其电芯实际容量处于正常范围之内,确保电池的管理系统能够辅助电动汽车实现持续稳定地行驶。
3、SOC电量的计量
3.1 放电试验方法
放电试验方法,它主要是运用恒定的电流实施连续性放电,其放电的电流与时间乘积为剩余的电量。该放电试验方法目前在实验室内普遍应用,并不适用于对剩余电量的实时化估算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2 Ah的计量方法
Ah的计量方法,为目前较为常用的一类SOC的估计法,它主要是运用电流其在时间内累积电池组剩余的容量。Ah的计量方法,它极易受到电流的测量准确度及放电的循环性次数、温度、充放电的倍率及自行放电率等所影响,电流测量的准确度、温度、放电的倍率等属于SOC的估计法核心影响因素。
3.3 开路的电压方法
电池开路电压,其在数值方面与电池的电动优势较为接近,以及锂电池具有着电压的平台期。因而,在初期充电与末期的SOC估计效果相对较好。开路的电压方法,它有着一定的缺点,即为需较长时间地静置电池,才可让电压处于稳定状态,增加了测量的难度性。但是,此种方法在初期充电与末期的SOC估计确有着较为理想化的应用效果,也是电池的管理系统其在电动汽车当中较为突出的一项功能优势。
3.4负载的电压方法
在电池开始放电的瞬间,电压就会迅速地自开路的电压状态逐渐进入至负载性电压状态当中。在电池的负载性电流处于恒定状态期间,负载的电压会伴随着SOC的变化规律及开路电压的规律而改变。负载性电压方法,可实现对电池组SOC实时化的估计,处于恒流的放电状态时,应用效果较为良好。那么,通过电池的管理系统其在电动式汽车当中的有效性运用,即可确保电动汽车一直处于恒电流行驶状态,节能化效果较为明显。
4、实时化通信
4.1 SMBUS的总线
SMBUS的总线,它主要是由INTEL企业早年的双线结构总线,衍生于IIC的总线性结构,广泛应用至电池的管理系统、电压检测、风扇控制、测温等一些子系统当中。对于时序性要求及电压水平等各项要求相对于IIC的总线要求较高,分属为IC的总线及SMBUS的总线设备,可在同一个总线当中混合性应用,在目前电动汽车实际行驶期间可起到良好的动力保障基础。
4.2 CAN的总线
CAN的总线,为德国的BOSCH企业早期所研发的串行性总线的通讯协议,可支持较高安全等级分布式与实时化的系统控制。在一定程度上,它主要是为电动汽车内部众多测量单元的通信及控制器提供串行性总线的通信标准,尽可能地减少电动汽车内电子元件大量的增加而致使电子元件之间通信的电缆出现大幅度增加,对电动汽车实际行驶的可靠性、行驶维护成本等各个方面产生不利的影响。因此,可以基于电池内部管理系统中CAN总线这一功能优势,通过其在电动式汽车中的合理运用,不仅能够确保电动汽车持续稳定地行驶,还可降低其后期的维护成本,提高电动汽车的经济价值。
5、结语
综上所述,电池的管理系统具备众多的功能优势,且可对于我国电动汽车行业起着无法比拟的重要作用,需我国电动汽车行业提供对电池的管理系统重视程度,并对其在电动汽车当中的实践应用,进行系统化分析与研究,以将电池的管理系统各项功能优势均发挥至电动汽车当中,实现在电池管理系统大力支持之下不断助推我国电动汽车行业在新时期的快速发展。
参考文献:
[1]黄继刚,李琳,许赵瑞.锂离子电池管理系统在电动汽车中的应用[J].贵州工业大学学报:自然科学版,2017,14(04):517-518.
[2]南金瑞,刘保杰,王艳,殷天明,等.纯电动汽车电池管理系统的设计及应用[A].中华人民共和国教育部、国家自然科学基金委员会、中国硅酸盐学会固态离子学分会、湖南大学机械与汽车工程学院.中国固态离子学暨国际电动汽车动力技术研讨会论文摘要集[C].中华人民共和国教育部、国家自然科学基金委员会、中国硅酸盐学会固态离子学分会、湖南大学机械与汽车工程学院,2016,19(12):144-145.
[3]Yu Liangjie,Yang Shuo,Zhou Qian,Sun Wentao,Dai Guo Wei,He Liping,Zhong Zhihua,Qiao Xin,Zhang Xufeng,Deng Nan,and so on.The application of battery management system in electric vehicles[J].Journal of Shandong University of Technology(NATURAL SCIENCE EDITION),2016,23(03):870-871.
论文作者:石大明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
标签:管理系统论文; 电池论文; 电动汽车论文; 电压论文; 电流论文; 总线论文; 测量论文; 《基层建设》2018年第21期论文;