电动汽车电池管理系统真能监测到每一颗电芯的状态吗

2020-04-28      1310 次浏览

动力锂电池是电动汽车里面最为重要的部件,也是电动汽车和传统燃油车差别最大的部分。从市场数据来看,电动汽车的电池包基本占据了整车40%的成本。因此,很多车企也以自己掌握了多少电池技术作为自吹自擂的噱头。我们现在都了解,电动汽车的动力锂电池包里面是由成百上千的单电芯组成的,这些单电芯通过串联新增电压,并联新增容量的方式来满足电动汽车的电压和容量要求。动力锂电池的串并联,为啥不直接做大电池,而要串并联。


以特斯拉models为例,其动力锂电池包重达900公交,85kwh的电池版本中一共有7200节18650圆柱电芯。小朋友都了解的“遥控器里面新旧电池不能混用”的道理,在电动汽车的动力锂电池包中显然是同样存在的,而且实际上,还要更为严格。动力锂电池漫谈-动力锂电池的一致性为何那么重要


那电动汽车电池包中,是如何保证电芯的一致性的呢?难道真的如汽车厂或者电池厂商所宣传的那样:他们的超级无敌动力锂电池管理系统(BMS)能够识别出每一颗电芯的电压和温度吗?


显然是不可能的,还是以Models为例,假如要测量电池包里面7000多节电芯的电压,按照每科电芯一正一负两根线来算,总共要超过14000根线,这显然不合理。即使里面部分电芯串联,电芯首尾相连,能够省掉部分线,但总得来算,也要不少于7000根线,这在动力锂电池的制造上来说,显然是不合理。除此之外,要想测量每一颗电芯的温度也是同理,要大量的线束。更重要的是,即便这些线束真的这样连起来了,关于电池管理系统来说,也绝对是灾难性的问题。


那实际上是什么情况呢?动力锂电池内部,电池管理系统又是如何测量每节电芯电压和温度,保证一致性的呢?如我们之前所说,动力锂电池包是通过电芯串联和并联组成的,因此,实际上,并联的电芯之间由于头和头相连,尾和尾相连,他们的电压是相同的。动力锂电池的管理系统在进行电压采集时,直接采集整并电芯的电压,得到的也就是这并里面每一颗电芯的电压。


大多数的动力锂电池,都是先通过电芯并联形成并,再将一并一并的电芯串起来,新增电压,形成动力锂电池的。动力锂电池的每一串,就是一个大并,电池管理系统在测量时,也即是测一串的电压,以获得一并的电压,以获得这一并里面每一颗电芯的电压。而我们电池管理系统在判定电池包的一致性的时候,也是利用的每一串的电压在比较。


特斯拉的models电池包额定电压大约为345v,采用的是三元电芯(每串3.6v),也就是说,其总串数为345/3.6≈96(串)。换句话说,其电池包里面一共采集了96个电芯电压,而不是电芯数量7000多个。温度的采集也是同理,电池包并不是采集每一个电芯的温度,而是在内部分布一定的位置布置传感器。


因此,无论是电池厂也好,车企也好,当他们在宣传自己动力锂电池的管理系统能够采集每一个电芯的参数,让每一颗电芯都能联网时,他们表达的和我们理解的是不相同的。不过从理论上来说,电池管理系统确实是采集到了每一颗电芯的电压,但是从情理上来说,这样的描述有故意误导的嫌疑的。管理系统只是采集了每一串电芯的电压(但是每一串内部所以电芯电压相等),没不是每一颗都去采集了。而关于电芯温度,采集每一个电芯显然是不合理也没有必要的,通常都是按一定数量的电芯分配一定数量的采集点而已。


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