主动还是被动?动力电池BMS均衡技术路线之争

盖世汽车 综合报道

电池管理系统(BMS)作为电动汽车电池系统的一个重要构成,对电池组的电压、温度、电流、SOC、SOH等各项参数起到整体的把控。这其中,由于电池组是由若干单体电芯组成的,BMS还扮演着能量均衡的角色。

均衡的必要性

以目前的电池制造水平和工艺,电芯在生产过程中各个单体会存在细微的差别,也就是一致性问题。这种不一致性会使电芯的各项参数大相径庭。要想让它们组装在一起形成一个整体,则必须在作用过程中采用均衡的手段。好比木桶效应,弥补短板,才能最大程度提升性能。

另一方面,电芯在组成电池组装车使用过程中,也会由于自放电程度以及部位温度等原因导致单体不一致性的现象出现,单体电池的不一致性从而又影响电池组的充放电特性。

BMS电池管理系统

均衡技术路线之争

关于BMS技术路线的争论主要集中在被动均衡和主动均衡两个方面。

被动均衡顾名思义就是将单体电池中容量稍多的个体消耗掉,实现整体的均衡。主动均衡则是将单体能量稍高的能量通过储能环节转移到能量稍低的电池上去。实现的是一种主动分配的效果。

有观点认为被动均衡更适合当前动力电池发展现状,对电池的寿命影响较小;也有观点认为主动均衡对提升电动汽车整体的运营效果、驾驶体验有显著的帮助。

目前市场上采用被动均衡的BMS系统较多,一方面被动均衡出现早于主动均衡且技术较为成熟简单,使用广泛。而主动均衡结构则较为复杂,变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本增加明显。

被动均衡的有点前面说过,结构简单成本低,但由于是采用电阻耗能,会产生热量,从而使整个系统的效率降低。

主动均衡因为其原理在于能量的传递分配,所以其能量利用率高,但其一般只能在相邻的两节单体电池之间转移能量,结构相对来说较为复杂,成本随之增高是其缺点所在。

根据官方介绍,比亚迪秦的BMS除具备基本的电池能量管理、电池热管理功能外,还具有电池单体自动均衡功能。介绍说,在整车运行过程中,监控整个电池包的单体性能参数,通过电池均衡功能达到及时、自动保养的目的,可以极大的减少动力电池保养的成本,延长使用寿命,提升各阶段性能。

秦通过主动均衡的BMS系统使电池包的性能和寿命得以优化和延长。根据介绍,秦具体采用的是DMⅡ代电池管理系统,MⅡ代采用了分布式设计。分布式电池管理系统通过对电池单体温度和电压的采集,进行动力电池能量管理、热平衡管理、整车充放电管理、整车高压安全管理,进一步提升电池的能量管理效率,同时达到轻量化的设计要求。

通过每两个单体电芯组成一个单元,通过储能方式转移能量,平衡电压的高低。

小结:

无论是主动均衡还是被动均衡,都有其应用价值。均衡技术也不是神一样的存在。BMS整体的设计和与整车的搭配才是关键。同时,两种BMS均衡方法利弊明显,存在争议主要是国内外使用哪种方式更为合理的问题。但是还是得看电池的特性,单体一致性很强的情况下,小容量的电池组更适合被动均衡。大容量的动力电池如果一致性方面一般,采用主动均衡则更能适应使用要求。

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