近些年,全球新能源的大發(fā)展,電池技術(shù)的大發(fā)展,也促使了電池管理系統(tǒng)輔助功能的進(jìn)步。特別是在電池保護(hù)、均衡、安全、故障診斷等方面,取得了不小的成就。國內(nèi)技術(shù)也保持著同步高速發(fā)展。
其中,在電池串聯(lián)應(yīng)用方面,因無法徹底解決電池一致性問題,很自然的“均衡”功能應(yīng)運(yùn)而生。BMS基于電壓的均衡、基于時(shí)間的均衡、基于SOC均衡等,從被動(dòng)均衡再到主動(dòng)均衡,均衡電流從小到大,似乎變成了解決一致性問題、容量木桶原理“主流”的發(fā)展趨勢(shì)。尤其在國內(nèi),似乎是首當(dāng)其沖要考慮的因素,必走之路。
均衡不是萬能的,均衡電流不斷放大,不能一攬子解決問題
個(gè)人認(rèn)為,“均衡”始終是一種“被動(dòng)”“被迫”的功能技術(shù),并不是萬能和無限的。均衡方面,同步帶來很多問題不可小覷,甚至是安全問題(大電流熱量導(dǎo)致PCB 板過早失效、元器件失效造成的短路、均衡策略冗余設(shè)計(jì)沒有或不完整導(dǎo)致的安全事故等)。
路在何方?追求電池品質(zhì)整體提升的良性循環(huán)
我們真正的出路,還是要在電池方面做足功課,從根本和源頭改善電池一致性狀態(tài)。尤其是在整車廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初,就要充分考慮電池品質(zhì)。“設(shè)計(jì)之初電池選擇”正確的思路,是關(guān)鍵和方向。不能被電池品質(zhì)現(xiàn)狀扭曲了我們應(yīng)該做的事情。讓電池上游企業(yè)誤認(rèn)為,有均衡功能存在,還可以大電流均衡,而萬事大吉。是很嚴(yán)重的問題。只有讓我們提出正確的需求,去督促電池廠家不斷的改良工藝和創(chuàng)新技術(shù),形成良性循環(huán)發(fā)展氛圍,這才是王道。
一種責(zé)任:把正確需求信息傳遞給電池廠家
本文的目的是一種呼吁,更是一種責(zé)任。其實(shí)大家都知道國內(nèi)電池和國外電池的差距,不是個(gè)體的差距,而是批量一致性的差距。所以才更需要去引導(dǎo)、去關(guān)注、去研究。把眼光從“大技術(shù)”“技術(shù)路線之爭”,轉(zhuǎn)變一下,去關(guān)注這些細(xì)節(jié),避免在后面應(yīng)用鏈條中,付出更多的代價(jià)、成本。舉個(gè)正面的例子:“松下的小圓柱電芯,技術(shù)爐火純青”,“有笑話稱,如果用兩臺(tái)機(jī)器測(cè)松下的電池,出來的曲線不一樣,首先懷疑的應(yīng)該是你的測(cè)試問題”。松下就是這么牛。這些年,我們更關(guān)注電池產(chǎn)能是多少,規(guī)模有多大,產(chǎn)值是多少個(gè)億,但從產(chǎn)品品質(zhì)的角度,缺乏工匠精神。
國外電池均衡功能有保護(hù)性均衡、SOC 數(shù)值穩(wěn)定等成分
從技術(shù)角度,我們看看國外經(jīng)典車型均衡狀態(tài),不一例外的都是“被動(dòng)的”“小電流”居多。對(duì)方并不是在主動(dòng)均衡方面做不好,電流同樣也可以做大,但是,他們?yōu)槭裁床蛔瞿兀坑腥苏f是電池好,那么,在“好品質(zhì)電池”、“可以很好的均衡”,側(cè)重選擇的時(shí)候,為什么選擇了第一個(gè)呢? 從短期成本角度,我會(huì)選擇第二個(gè)的。對(duì)方同樣也有均衡功能,與其說是在“均衡電池系統(tǒng)”,倒不如說是一種防止過充、過放的“保護(hù)”,或者還有別的功能目的。
上述圖例僅為均衡原理示例
車型 | Leaf | tesla | BMW i3 | VOLT | |
Model 3 | |||||
均衡電流(mA) | ≤200 | 100 | 100 | 100 | 100 |
國外典型車型均衡狀態(tài)(數(shù)據(jù)僅供參考)
1、從銷量最大leaf看日產(chǎn)的BMS均衡設(shè)計(jì)思路:
分析:leaf均衡,如果看作“微調(diào)整電池容量”更恰當(dāng)一些。電流小(限流電阻應(yīng)是1/8W(感覺比tesla大,<200mA)是主要判斷因素。第一個(gè)狀態(tài),車輛上電時(shí)開啟均衡功能,容量均衡結(jié)合修正策略,SOC是否會(huì)更精準(zhǔn)呢?另一個(gè)狀態(tài),是充電末端的均衡狀態(tài)(資料顯示有這個(gè)功能),通過拉低電芯最高電壓而均衡。“保護(hù)性均衡”味道更濃。鋰離子電池有“捉摸不定”的特點(diǎn):參數(shù)和使用狀態(tài)、環(huán)境條件關(guān)聯(lián)性非常強(qiáng)。電極在電流擾動(dòng)狀態(tài)下,電壓是不穩(wěn)定的。也給SOC估算帶來了麻煩。
2、 Tesla Model S的均衡設(shè)計(jì)
小結(jié):
本文是肯定均衡技術(shù)進(jìn)步的。均衡技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,尤其是來自芯片均衡技術(shù)的進(jìn)步,無疑提升了均衡的可靠性和安全性。作為對(duì)一致性彌補(bǔ)功能,是值得肯定的。但是,從電池本征特性來講,是無法通過均衡而改變的。所以,從系統(tǒng)集成角度,電池品質(zhì)的提升,優(yōu)良電池的選擇,才是我們的根本方向。莫讓“漂亮的均衡”,帶走了我們的眼神,蒙住我們的雙眼。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:平全文
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