电动汽车电池管理系统(BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带,其主要功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。
随着电动汽车的发展,对先进电池的需求和对电池管理系统的要求也日益提高。电动汽车的电池管理系统比较复杂,需要针对车用动力电池专门设计,并且对于不同的动力电池,对管理系统的要求也有差异。实用的电池管理系统功能主要包括:数据采集、电池状态估计、能量管理、热管理、安全管理和通信功能,其他扩展功台旨包括充电管理、数据显示、能量管理和故障诊断等而到了电动车领域,电动车动力的主要来源就是电池,当前,纯电动车型采用的都是锂离子电池,而锂离子电池也有一些属于自己的“小脾气”,为了能够让锂离子电池能够有更好的工作环境、状态以及心情,所以,在电动车动力电池中,专门有服务于锂电池的“电池管理系统”,英文名称:Battery Management System,简称BMS(后文以BMS概述),那么,为了能够让电动车最重要的锂电池有更好的工作能力,BMS究竟有什么用呢?
电池管理系统的所有算法、电动车的能量控制策略、驾驶员的驾驶信息等都以采集的数据作为输入,采样速度、精度和前置滤波特性是影响电池管理系统性能的重要指标。电动汽车管理系统的采样速率一般要求大于200Hz。电池能量管理系统按电池包内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。电池箱内通常有温度传感器及电压、电流或内阻的测量装置。
从大家最熟悉的地方讲,锂电池目前对于环境温度依旧非常敏感,而且最佳工作温度也比较局限,锂电池目前最适宜的工作温度在10-30摄氏度之间,电量高容易引发电池发热,而电量低,就会导致电池续航缩水以及无法达到最好的工作效率,所以在锂电池非常“敏感”的状况下,就要一个“保姆”去帮助锂电池来控制。
BMS主要任务就是让锂电池时刻处于正常、安全的工作状态,在电池状态出现异常时,及时响应并迅速处理,并且能够根据车辆行驶状态、环境温度、电池状态等来帮助电池调整充放电功率。
电动汽车电池管理系统的安全管理具体功能包括监测电池的电压、电流、温度等是否超过限制;防止电池过度放电,尤其是防止个别电池单体过度放电,防止电池过热而发生热失控;防止电池出现能量回馈时的过充电;在电源系统出现绝缘度下降时对整车多能源控制系统进行报警或强行切断电源以及电源系统出现短路情况下的保护等。
电池管理系统包括众多传感器、中央控制单元等,在BMS中,电池热管理系统也是重中之重,为此,电池组中也会设置独立的冷却系统和加热系统,为了就是在电池处于非正常工作温度下,帮助电池重回正常温度状态,来让电动车处于最高效的运动状态。
在动力电池组中,不仅仅是一个电池,而是N多个电芯组成,无论是领岳新能源锂电池,还是方壳电池,都是由多个电芯组成的动力电池组,而在多个电芯连接组成的动力电池后,每个电芯也至关重要,BMS也要负责每个电芯的充放电功率,以及平均整个动力电池组的电芯充放电。
为了整个动力电池组的安全性,所以在电池充放电时,在各个阶段,也要实时调整电压,比如在充电时,电池SOC高于80%,就会降低充电速度,为了给电池更好的充电性能,而BMS则是充电管家;而BMS也根据充电状态来适时调整充放电电压,不仅保证电池最大效率,也尽可能的保证电池工作安全。
BMS虽听起来是一个很小的系统,但对于电动车动力电池组的重要性是非常高的,能够把控安全、效率等众多驾驶因素,所以BMS是锂离子电池非常重要的一环。在新能源纯电动车发展越来越迅猛的阶段,而领岳新能源电池布局和排列以及使用的电池属性有区别,所以在BMS上,也会针对不同的电池组和电芯做独特的BMS管理开发,来保障每款产品和不同电池组都能处于最好的工作效率,也尽可能的保证电池安全性。
电池管理系统随时参与整车检测工作,检测电池的工作状态,尤其对每只电池的技术状态进行检测分析,将检测的数据在车辆停驶、充电之前“通知”充电机,即“车与机”的对话。告诉充电机,电池组的工作状态及每只电池的技术状态,“落后”电池和“先进”电池性能差异。系统计算此时充电机应当采用何种充电模式给电池充电,才能达到给电池充足,性能好的电池不能过充,而性能差的电池又能充足,保证整车能量的供应。在放电过程中保证性能差的电池不能过放,这一点应当是电池能量管理系统最重要的功能之一。
领岳新能源采用自研的电池双管理系统,在正常管理系统的技术上优化升级,使电池的寿命更长,安全性更高,所以,BMS系统也决定着电动车的诸多因素。