你坐進你的電動汽車,打開它,儀表盤會顯示你可以行駛的英里數。根據這個續(xù)航里程,你決定在哪里休息加油以到達目的地,但你有沒有想過你的車輛是如何計算它能行駛的距離的?
電池管理系統(tǒng)(BMS)會監(jiān)控為你的電動汽車供電的電池組,并為你估算續(xù)航里程。此外,該系統(tǒng)還會監(jiān)測電池組的健康狀況,確保其使用安全。
了解電池組和鋰離子電池
在我們深入探討電池管理系統(tǒng)之前,了解電池包是如何制造的是至關重要的。
電動汽車上的電池組由鋰離子電池組成,這些電池相互連接形成電池包模塊。這些模塊進一步與其他模塊連接,形成電池組。這種模塊化設計有助于高效地管理電池組并提高可維護性。由于這種設計架構,電池組制造商可以更換故障模塊,而不是更換整個電池組。
就優(yōu)點而言,鋰離子電池具有高功率重量比、高能量效率、低自放電特性以及良好的高溫性能等特點。由于這些特點,鋰離子電池是電動汽車的首選,但這些電池并非完美無缺,固態(tài)電池技術正在試圖解決鋰離子電池帶來的問題。
這里需要注意的另一件事是,鋰離子電池只能在特定限制內發(fā)揮上述優(yōu)勢。以下是這些操作限制的簡要概述。
電壓規(guī)格:電動汽車的電池組由多個鋰離子電池組成。以特斯拉Roadster為例,它配有6831個電池,每個電池都需要在設定的電壓范圍內工作。對于大多數電池而言,這個范圍在3.0至4.1伏特之間。如果電池超出這個范圍使用,電池組的壽命和性能都會下降。
溫度限制:除了電壓限制外,鋰離子電池的溫度也需要進行監(jiān)控。對于大多數電池而言,這個范圍在華氏-4度到131度(-20度到55度攝氏度)之間。如果電池在這些溫度范圍之外運行,電池組的性能和壽命會急劇下降。
電流抽?。簭碾姵刂谐槿〉碾娏髁恳脖仨氝M行監(jiān)控。如果從電池中抽取的電流量超出規(guī)定范圍,電池的壽命將呈指數級下降。
充電電流:充電期間也需要對電池組進行監(jiān)控。這是因為大量電流在短時間內被注入電池組,這種情況通常發(fā)生在使用三級充電器進行快速充電時。由于電池組中電流過大,電池可能會過充,導致發(fā)熱,從而降低電池的壽命和性能。
由于需要監(jiān)控多個參數以實現電池組的最佳性能,因此需要電池管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)是一種計算設備,用于監(jiān)控每個電池的多個特性,并確保電池組在規(guī)定的范圍內運行。
如果電池組中的電池在高溫下運行或從中抽取過多的電流,就會發(fā)生所謂的熱失控現象。
您知道,鋰離子電池通過一系列化學反應提供能量。這些反應會產生熱量,如果電池不在適當的范圍內運行,這些反應產生的熱量會呈指數級增加。
由于熱量的增加,電池可能會起火,并在電池組中引發(fā)連鎖反應。因此,監(jiān)測每個電池的溫度以防止熱失控至關重要。
電池管理系統(tǒng)(Battery Management System)是一種連接到多個傳感器的計算機。這些傳感器監(jiān)測每個電池單元的電壓、電流和溫度,并將其發(fā)送到BMS。
電池管理系統(tǒng)隨后分析這些數據,以確保每個電池單元都在規(guī)定的范圍內運行。如果情況不是這樣,那么它將嘗試解決問題。
如果電池包內的電池過熱,則電池管理系統(tǒng)(BMS)會管理冷卻系統(tǒng)以降低電池包的溫度。
在電池電壓發(fā)生變化的情況下,電池管理系統(tǒng)會進行電池均衡。為了平衡電池,它會從一個電池轉移到另一個電池能量,以確保所有電池都在同一電壓水平下工作。
除了上述任務外,電池管理系統(tǒng)(BMS)還會記錄它接收到的數據,以計算電池的充電狀態(tài)和健康狀況。
電池管理系統(tǒng)是如何計算續(xù)航的?
連接到電池管理系統(tǒng)(BMS)的傳感器之一測量進入和離開電池組的電流量。根據這些數據,電池管理系統(tǒng)估計電池組的剩余電量以及您的車輛可以行駛的距離,從而緩解您的續(xù)航焦慮。
電池管理系統(tǒng)真的有必要嗎?
電動汽車的電池管理系統(tǒng)密切監(jiān)控電池包中的每個電池單元。它確保電池包安全使用,并在電池單元工作不正常時保護汽車。
此外,它還能估算出車輛可以行駛的范圍,并有助于提高電池組整體生命周期。因此,電池管理系統(tǒng)是電動汽車的重要組成部分,一個良好的電池管理系統(tǒng)可以使電動汽車的使用壽命延長數年。
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