电动汽车电池寿命在充电状态下BMS电池均衡状态需要激活吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-08-28 05:21 标签： 电动汽车电池寿命

【摘要】：目前已存在的电池管理系统相对薄弱,对电池实时工作状态和一些故障很难监控。设计了适用混合电动汽车上动态均衡式的电池管理系统(BMS)。硬件系统采用MC9S12XEP100微控制器(MCU),通过分析电池管理系统的原理和特点,分别进行了上、下位机软件的设计,实现了安时法和Kalman两种剩余电量SOC算法的交互应用,优化了SOC估算,满足了系统估算5%以内的误差要求,实验最终结果误差为3.3%。同时解决了系统硬件掉电问题,实现上位机直接对数据的显示。测试实验表明系统达到了预期的目标。


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：在限制国内电动汽车发展的诸多瓶颈当中，电源管理系统（BMS）技术不够成熟，无疑是最为重要的原因之一。

游保平】虽然中国的生产规模已经高居世界首位，很多企业采用的生产设备处于国际先进水平，国产电池整体的水平也在稳步提升当中，但电池的各种事故却仍然频频发生。在限制国内电动汽车发展的诸多瓶颈当中，电源管理系统()技术不够成熟，无疑是最为重要的原因之一。
　　可喜的是，越来越多的企业开始把注意力放在了对电动汽车至关重要的BMS上，并试图从BMS上着手解决动力电池的安全性难题。成都四威功率电子科技有限公司(以下简称“成都四威”)就是这样一家企业。
　　作为中国电子科技集团第29研究所的下属公司。成立于2003年的成都四威主要从事微波功率放大器、电源产品、新能源汽车配套电子设备等的开发和生产。
　　目前公司拥有众多通信、电子、微波等领域的专业技术及经营管理人才，其中研究员级高工3名，高级工程师16人，本科以上学历的员工占公司总人数的83％以上。公司拥有功放及电源两条生产线，固定资产达3千余万元，具备硬件设计、模拟仿真、系统集成和测试能力。

　　工程院院士杨裕生参观成都四威展台

　　事实上，成都四威在BMS领域的技术优势主要体现在主动均衡技术上，这是一种基于电源逆变的主动均衡技术。
　　“四威的BMS电池管理系统能实现电池间主动均衡，准确估测SOC(荷电状态)，动态监测电池运行状态。”据成都四威新能源产品线经理王渊介绍，使用确保电池时刻处于安全状态，延长电池寿命，降低电池组维护成本。产品体积小，均衡能力强，可广泛应用于各类乘用及商用电动汽车，如大中型客车、轿车、物流车等。

　　与国内主流的BMS相比，成都四威的BMS采用国际先进的双向主动均衡技术，均衡电流达到5A，提高电池能源使用效率30%以上，提高电池组寿命1.5倍以上，提升续航里程20%以上；此外由于采用微系统集成一体化技术，体积更小，更方便整车安装。
　　“BMS液冷系统像毛细血管一样深入到模块内部，阻止温升过高。” 成都四威新能源产品线经理王渊介绍，公司新一代的BMS采用的是基于军用技术转化后的液冷系统，在电池的热管理方面也有自己独特的优势，新产品预计将于明年6月推出。
　　值得注意的是，具备高度智能化的BMS模块在介入GPRS、Wi-Fi之后，具备远程遥测和故障自检能力，进一步提升了安全系数。
　　“目前国内的BMS技术与特斯拉等国际先进的BMS技术相比仍有一定差距。”王渊坦言，在基础技术和集成技术上，中国本土的BMS企业还需要向特斯拉学习，由于能大大改善动力电池一致性不足现状，主动均衡技术会是未来BMS市场的主流。
　　目前，成都四威已经开始与国内某著名电动汽车生产商开展合作，首批500套BMS已经运用在纯电动大巴上，未来将继续在新能源汽车领域推广BMS主动均衡技术。


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1. 三元锂电池是什么？

锂电池里有非常之多的种类，其中最广为人知的应该属磷酸铁锂与三元锂。磷酸铁锂最突出的是高寿命、高安全性，但也存在很明显的缺陷，比如造价贵、能量密度低、低温性能差等等，相比之下，三元锂的性能就更均衡很多了。经过各个厂家对配方的不断改良，寿命与安全性都已无限接近磷酸铁锂，再加上三元锂造价便宜、能量密度极高、低温影响很小，所以，现在越来越多的厂家选择使用三元锂电池。

18650是指封装规格。18代表直径、65代表长度。因为18650封装已经发展了很多年，技术非常成熟，运用领域也很广，而且单颗体积小，不管是在笔记本电脑上、或是电动汽车上、或是电动自行车上、或是电动摩托车上、或是充电宝上，都可以很方便的组合成各种不同规格形状的电池组，所以，她是一种非常受欢迎的锂电池封装规格。注意：18650仅仅是指封装规格，并不专指三元锂电池。比如磷酸铁锂也有18650的规格。

3. 动力电池是指什么？

如上所说，18650锂电池的运用领域非常之广，但从大范围上来说，可以分为两个大领域，一个是动力应用领域、一个是照明应用领域。比如笔记本电脑、手机充电宝等这些我们常见的电子产品，这些就是属于照明应用领域，特点是功耗低但要求持续时间长。所以，一般应用于这类领域的电池特点就是容量特别大，但放电倍率不高。也就是我们常说的容量电池；另一个像电动车、高功率电机等等大功率产品，就是属于动力应用领域，特点就是要求放电倍率高的前提下，再提高容量。因为只有放电倍率高了才能应对大功率使用，但同时，因为一个18650电池就那么大，提高了放电倍率，那么容量就没办法做的特别高。所以呢，以目前的技术水平，如果有人拿了一颗18650的电池，告诉你这是一颗动力电池，而且容量5000MAH，你可以尽情地对他“呵呵！”

4. 放电倍率是什么？

如果你有关注锂电池的话，肯定会经常看到一个参数“C”，比如：“这个电池可以1C放电。”，这个“C”就是指放电倍率。具体如下：比如有一颗18650电池，标称容量2000MAH，支持1C放电，那就说明这颗电池可以在2A的放电电流条件下工作，并放出2000MAH的电量；如果是标称容量2000MAH，支持0.5C放电，那就说明这颗电池可以在1A的放电电流条件下工作，并放出2000MAH的电量。放电倍率就是针对标称容量的倍数进行放电。

5. 电动车使用的锂电池要具备哪些性能？

这里电动车单指电动摩托车。因为电动摩托车的电机功率很高，实践骑行中，在起步阶段或加速阶段，电流均会超过15A以上，所以，电动车使用的锂电池必须是动力型电池。再依据电池组容量选择放电倍率，同等容量，放电倍率越高越好，电池越不容易坏。因为放电倍率超频使用会对电池造成致命伤害。

6. BMS（电池保护板）是什么？

这里首先要说一下三元锂电池的特性。三元锂电池在使用中，是禁止深度放电与深度充电的，而且是属于一次致命的禁忌。三元锂电池最好的用电段是总电量的20%-80%。所以，BMS的职责就是让用户能更规范的使用锂电池。当检测到电池组的电量快用光了，接近深度放电时，BMS就会提前切断电池组的电源。避免用户继续放电对电池造成损害；当电池组已经充电满时，BMS就会切断充电电流，保护电池。这两个只是BMS的最基本功能，现在技术发展了，BMS的功能也越来越多了，也越智能了。比如温度保护、80%充电、单体均衡等等。BMS才是锂电池电动车中真正的核心技术。同样一颗18650电芯，在不同的BMS下工作，寿命与性能是天差地别。

7. 单体均衡是指什么？

对于普通消费者来说，这四个字会很陌生甚至不懂。但对于电池的装配以及将来的售后维修工作中，这四个字无比重要。我尽量简单描述如下：以小牛电动车为例，电池组是由170颗18650电池组成，那么这个电池组就好比是一个由170块木板组成的木桶。170颗电池中有169颗电池性能都很好，但其中1颗坏了，那么整个电池组的性能也会大大降低。这里只是简单比喻，像小牛电池的组装形式，如果坏了1颗电芯的话，性能会下降，但不会大大下降。因为小牛是用170颗电池组成一个“17块木板的木桶”。大大降低电池组受单颗电芯故障的影响。

8. 小牛为什么没有快速充电？

锂电池的快速充电不单纯是加大充电器功率这么简单，而是一整个系统的支持才行。首先电芯要支持高充电倍率，BMS与电池组封装上也要支持快速充电，再有充电器以及用户家里的市电插座均要配套。总而言之，快速充电并非技术上的问题，而是成本问题。

9. 电动车锂电池日常使用中要注意些什么？

b. 浅充电、浅放电。日常骑行保持在电池组的最佳电量区域（20%-80%）

c. 严禁满电存放。长时间不用车时，应该半电存放。（20%-50%）

d. 严禁使用非配套的充电器充电。

e. 严禁超额功率使用。在未清楚电池组的放电倍率之前，严禁私自提高控制器或电机的功率。

10. 小牛的动力版与都市版应该如何选择？

根据自己的日常骑行里程，电动车总里程为自己单趟里程的三倍及以上为佳。比如小牛都市版标称80KM，这个80KM是有水份的,因为是按理想状态下骑行得出的数据。日常使用打个7折差不多。以56KM算，你的单趟里程不超过15KM均可选择。如果超过就应该选动力版。不差钱的同学，尽量选电池大的动力版，电池越大不仅仅是跑的远，电池整体寿命上也要提高了不少。

11. 新车买回去是否要第一次充电充满12个小时？

12. 小牛的锂电池要多久保养一次？怎么保养？

根据日常使用注意事项，一直使用下去，无需保养。

13. 怎样知道电池有故障？

a. 总里程下降严重。比例超过了厂家给出的保修标准。

b. 骑行过程中，突然断电。

c. 负荷骑行过程中，突然断电。

d. 充电时间出现大幅变化。比如日常使用一般是6小时充满电。变成3-4小时就充满电了。

14. 我想多买一块电池给小牛并联上使用，增加里程行不行？

除非小牛在BMS上开放并联的接口（这种可能性极低），不然是不能随意并联锂电池组的。但可以多买一块电池组，在原电池组用完电后，更换进去使用。

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