资料介绍
电动车的关键组件之一是动力电池,动力电池为电动汽车提供能量,保证电动汽车的续航里程。
动力电池的表现,除了依赖自身的材料,工艺等硬件素质外,还依赖电池管理系统的表现,就是大家常说的BMS(Battery Management System)。
BMS
BMS就像是电池的大脑,接收电池和外部各个接口的信息,分析和处理信息后,并发出执行指令,完成电池的充电,放电,保护,均衡,故障检测和故障预警等功能,确保电池的正常、高效、合理和安全的运行。
BMS的主要组成可以分成闭环反馈的三大部分:信息采集,信息分析处理,输出决策执行指令。
BMS在工作种还需要和充电机,车载控制系统通讯和交互,保证充电过程和放电过程的安全,高效运行。
信息采集
BMS需要实时监测电池的状态,这就需要各种传感器来采集电芯的电压,电流,温度等物理参数。
信息分析处理
BMS采集到相关信息后,需要对信息进行分析处理,以决定需要采取的动作。
例如根据电压电流的信息来估算电池的电量(SoC);
根据温度来确定加热或者冷却系统的工作,输出指令到热管理系统,并监测热管理系统的工作状态。
对外交互接口
BMS对外有两大主要交互对象:充电设备和车辆控制系统。
充电时,BMS和充电设备交互,确定充电设备的输出电压和输出电流,保证对电池的安全高效充电。
在放电时,就是汽车运行过程中,和车载控制系统交互,确定电池的输出策略。
比如在电量低时,降低输出功率,来延长续航里程;
在电量继续下降到一定阈值后,禁止放电,防止电池过度放电,损坏电池。
SoC、DoD
SoC(State of Charge),就是电池的剩余电量比,等于电池的剩余电量/电池的总电量,SoC=0%表示电池完全没电了,SoC=100%时表示电池满电。
DoD(Depth of Discharge)表示的是放电深度,和SoC正好相反,DoD=100%时表示电池没电了,DoD=0%时表示电池满电。
一般在电池使用的时候用SoC术语,在说明电池的循环寿命的时候使用DoD术语。
不像燃油车的油箱剩余油量比较容易的测量出来。电池的剩余容量无法直接被测量出来,而需要通过电压,电流等间接的相关信息,并由BMS软件的相关算法来估算。
所以SoC的精度是一个困扰电池BMS行业人员的难题,以目前市场上现有的电动汽车来说,SoC估算误差常常达到10%以上,精确到10%以内就算是优秀水平了。
SoC的估算,常用的有化学法、电压查表法、电流积分法、混合计算法和卡尔曼滤波法。
因为SoC的不准确,会导致电动汽车剩余续航里程的计算误差,从而产生抛锚的现象。
作为消费者,我们希望BMS行业人员努力提高SoC估算精度,就能更放心地使用电动汽车了。
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