background image

对电池进行更加深入的试验,采用将

电池的内在化学机理和外特性相结合

的研究方法,

对电池进行建模,

对电池

的优化充电算法进行研究,并将模型

和算法嵌入电池管理系统,推出新一

代产品,相信届时的电池管理系统会

再在现有的基础上体现出更加优异的

管理性能。

车用电池的发展

电动车应当具备优良的驾驶性能

和高的可靠性,电动车用电池需要具

备能量密度高、输出功率高、寿命长、

充放电效率高、

适用温度范围宽、

自放

电低、负载特性好、

温度存储性能好、

低内阻、无记忆效应、可实现快速充

电、安全性高、可靠性高、成本低以及

可重复使用等特性。

当今,电动车辆可

选择的电池包括铅酸电池、镍镉电池、

镍氢电池和锂电池。铅酸电池的应用

历史最长,

也是最成熟、

成本售价最低

廉的电池,但是电池的比能量和比体

积都较小,这导致其一次充电的行程

短,

运行效率低,这严重的影响到铅酸

电池在车辆上的使用。镍镉电池具有

比铅酸电池更高的充放电倍率,推出

后得到一定的发展,但是由于其具有

记忆效应、

含重金属对环境有污染,所

以其发展受到限制。为此人们一直探

索着如何改进电池的性能,开发能量

效率更高、

稳定性更好,

电荷容量更大

的新电池。

终于,上世纪90年代,镍氢

电池和锂电池出现让人们看到了曙

光。镍氢电池是人们看好的第二代电

池之一,是取代铅酸电池和镍镉电池

的产品。镍氢电池以其充放电倍率大、

无环境污染隐患、

无记忆效应等优点

很快占领了极大的市场。但是镍氢电

池内阻小,这在给人们带来充放电倍

率大的同时却又引入了电池不容易实

现并联的问题,这限制了镍氢电池通

过并联增加容量,

加之其工作电压低

(1.2V ),需要大量的电池串联,随之

而来的一致性问题使得镍氢电池的在

大容量场合

(如纯电动大巴等)

的应用

受到限制。特别是锂离子电池推出以

后,

人们又开始认同锂电池,

一些镍氢

电池企业纷纷转产生产锂电池。一时

间人们所热崇的镍氢电池似有被冷落

的意思。锂电池具有工作电压等级高、

比能量和比体积大、

自放电率低、

无记

忆效应、环保性好和无污染性等优点。

锂电池的能量密度(体积能和质量能)

几乎是镍镉电池的1.5~3倍;单元电

池的平均电压为3 . 6 V,相当于3 个镍

镉或镍氢电池串接起来的电压值。

减少电池组合体的数量,从而因单元

电池电压差所造成的电池故障的概率

可减少许多,也就是说大大延长了电

池组合体的寿命。

所以锂电池很快得

到人们的肯定和广泛使用。这也极大

地促进了锂电池技术的发展。在电动

车上它大有取代铅酸电池、镍镉电池、

镍氢电池之势,它将随着电动车的普

及发展而成长壮大。环保意识日渐人

心,在为子孙后代节省化石能源的责

任感下,电动车定会得到重大发展,锂

电池也将呈亮丽的发展之势,它将成

为21世纪电动车的主要电池。

车用电池管理系统

电动汽车用电池的使用寿命远不

能满足电动车辆运营的要求制约着电

动车事业的发展。

这一方面与电池的

制造技术和工艺有关,另一方面也与

电池的管理功能不完善有关。电动汽

车的发展及产业化,对动力蓄电池管

理系统将具有巨大的市场需求,技术

上也将提出更高的要求。电池管理系

统作为电池系统的重要组成部分,需

要完成优化使用电池能量、杜绝电池

滥用以及延长寿命的重要任务,真正

的实现对电池的有效和高效管理。

电 池 管 理 系 统 的 现 状

早期的电池管理系统一般只具有

监测电池电压、温度、电流的简单功

能。随着先进电池在电动车中应用的

推广,对电池管理系统的要求越来越

高,

电池管理系统的功能也越来越强。

电动车事业的蓬勃发展,给电池管理

技术的发展带来强大动力。经过长时

间广泛的研究和装车应用,人们对电

池的认识增强,对电池的管理也日趋

有效,

电池管理系统得雏形已经建立,

人们对其的功能已有明确的定义,

重要性也得到充分的肯定。电池管理

系统已经从监控系统逐渐向管理系统

转变。

为了满足电动汽车的实际运行需

求,电池管理系统在功能、可靠性、实

用性、安全性等方面都做出了重要努

力。检测方面,提高了电压、温度及电

流的测量精度,基本满足车辆运行和

电池使用的要求。

过充电和过放电控

制方面,增加了齐备的通讯功能,

在车

辆运行的过程中,与整车控制器通讯,

能实现优化驾驶,提高车辆性能,

防止

过放电;充电过程中,

与充电机通讯能

实现协调控制和优化充电,保障充电

的快速性和安全性,避免电池在使用

过程中因过充电或过放电而影响电池

寿命,降低运行成本。数据处理方面,

增加了电池故障的实时分析能力,

电池的滥用进行预警和报警,对故障

进行定位,

为电池的维护提供便利。可

靠性方面,结合现代大规模集成电路

技术,

提高系统运行的抗干扰能力。均

衡方面,增加了电池的均衡控制能力,

提出了充电均衡、放电均衡、电阻均

衡、开关电容均衡以及利用现代电力