電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
有關解析動力鋰離子電池管理系統的文章比較多，技術性比較強，非專業工程技術人員基本看不懂。下面圍繞管理二字，對動力鋰離子電池管理系統的組織結構、基本職能及運行機制予以解析，普及這個方面的科學知識。
1.動力鋰離子電池管理系統的理解
（1）系統：把有一定功能的多個個體，按一定要求（規矩）組織成一個新單體。比如，多個電池頭尾對接（或者頭接頭、尾接尾）組織一個新單位。
（2）管理：針對特定對象，在一個區域內，按一個要求進行清理、按一定規矩進行整理的活動。比如，廠針對物料庫的物品，按一定要求、規矩進行清理、整理的活動。
（3）動力鋰離子電池：為電動車供應電能的電化學存儲裝置。
（4）動力鋰離子電池管理系統：對動力體系進行管理活動而彼此關聯的活動。
2.動力鋰離子電池管理系統的組織結構
（1）最小單元：是指一節、一節的電池單體。目前動力鋰離子電池單體外形有3種，圓柱形、方型、扁形。
（2）基本單元：3個以上單節電池通過并聯組成一排新的電池包；
（3）模組：3個以上基本單元串聯起來的電池大組；
（4）電池組：將電池大組（模組）封裝起來，且要求有防塵、防水功能，配有接口的箱子（一般是金屬的）。
（5）動力鋰離子電池管理系統功能盒：具有電流、電壓、溫度自動測量及通信模塊的集成電路功能盒子。
通俗的理解，一臺已經下線的電動車動力鋰離子電池硬件結構和布置已經固化下來了，換一句話，動力鋰離子電池管理系統不再對電池硬件結構和布置進行管理。
3.動力鋰離子電池管理系統的基本管理職能
前面已經解析了電動車動力鋰離子電池硬件結構和布置、產品設計工作，但是其管理職能有哪些？
（1）動力鋰離子電池包（系統）為甚么要管理呢？動力鋰離子電池包（系統）的基本功能有兩個：一是充電、二是放電。
（a）充電管理：什么時間能充電、什么時間不能充電、洋溢沒有？不能過充等。
（b）放電管理：什么時間放電、什么時間不能放電、電放完了沒有？不能過放電等；
（c）動力鋰離子電池包（系統）的工作環境溫度要監視，過熱、冒煙要監視，倘若發生安全隱患要報警，倘若發生安全事故，要啟動預備設施進行解決。
管理職能有三個層面：
（i）對動力鋰離子電池包（系統）工作狀態，要進行測量有關變化的量；
（ii）對有關變化量的變化動態值，要進行分解判斷，過了正常值，要報警；
（III）對動力鋰離子電池包（系統）發生了故障，要啟動有關措施，比如降級運行。
4.動力鋰離子電池管理系統的機制
（1）對機制的理解
(a)指機器的構造和動作原理;
(b)有機體的構造、功能和相互關系;
(c)一個工作系統的組織或部分之間相互用途的過程和方式。
（2）動力鋰離子電池管理系統的機制解析
①動力鋰離子電池包（系統）的3個基本狀態量：電壓、電流、溫度
（a）電壓：有電的地方就有電場。電場中不同位置的電場力是不同的。電壓是掂量電場力做功的能力。電壓是推動電子流動的原動力；
（b）電流在電壓的推動下，電子從電源的負極流向正極。電流是指1s內通過導體橫截面的電荷的多少；
（c）溫度：表示物體冷熱程度的物理量。
（留意：電池的電壓、電流和溫度，是電池管理系統頂層計算、控制邏輯的基礎）
②掂量動力鋰離子電池包（系統）綜合狀態量：SOC和SOH
(a)剩余電量（SOC）：全稱是StateofCharge，荷電狀態。代表的是電池用一段時間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態的容量的比值，常用百分數表示。其取值范圍為0~1，當SOC=0時表示電池放電完全，當SOC=1時表示電池完全洋溢。
(b)動力鋰離子電池健康度(SOH):即蓄電池滿充容量相對額定容量的百分比，新出廠電池為100%，完全報廢為0%。
（3）動力鋰離子電池管理系統的機制設計難點
(a)電壓、電流、溫度要怎么樣測量？
電壓、電流、溫度有相應的傳感器產品，不同廠家的傳感器質量不同，精度不同，測量誤差解決辦法不同，不同廠家有自己特有的技術和工藝。基本原則是，非得選用車規的產品。
(b)剩余電量和動力鋰離子電池健康度估算？
剩余電量和動力鋰離子電池健康度估算的理論模式，不同廠家也是不同的，估算誤差解決也不同。不同廠家在產品上有自己特有的技術和工藝。基本原則是，要有自己的特點和核心競爭力。
5.特斯拉動力鋰離子電池管理系統功能盒
①BMS采用主從架構，主控制器（BMU）負責高壓、絕緣測試、高壓互鎖、接觸器控制、對外部通信等功能；
②控制器（BMB）負責單體電壓、溫度測試，并上報BMU；
③BMU具備主副雙MCU設計，副MCU可測試主MCU工作狀態，一旦發現其失效可獲取控制權限。
注：本文作者雷洪鈞博士為揚子江汽車公司高級工程師，中科智能網聯汽車科學院院長，我國新能源公司家俱樂部專家委員會主任
聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除
