新能源汽車電池管理系統基本上幾年以后可能就沒有人再提了,因為技術已經成熟了,下面講講這個電池管理系統研究的具體情況。

   主持人(王芳):信息可能有點疏漏,還是再看一下。時間關系,我們就到這兒了,開始下面一個報告,因為我剛才報告里都是提到電池管理系統都是非常重要的電池部件,因為電池系統設計的好壞,一些是電池本身的性能,管理系統起到非常重要的作用,所以我們今天請到北京交通大學電氣工程學院院長姜久春教授給大家作報告,新能源汽車的電池管理系統,姜老師在包括北京奧運會,上海世博會等等,有很多經驗和技術方面的見解,下面我們有請姜院長給大家作報告。    

北京交通大學電氣工程學院院長姜久春

北京交通大學電氣工程學院院長姜久春

  姜久春:很高興給大家做報告。主要講一下新能源汽車的電池管理系統。新能源汽車電池管理系統基本上幾年以后可能就沒有人再提了,因為技術已經成熟了,下面講講這個電池管理系統研究的具體情況。

  簡單看一下動力電池管理系統的作用,參與整車調度,直接決定整組電池的使用壽命,這一點來說,電動汽車非常重要的一個部分,是核心技術電池管理系統,并且公布了14項專利,跟這個問題相關的。手機都是有電池管理系統,只不過是單只電池,如果幾百只串聯、并聯起來,問題變得更加復雜了。基本上簡單看一下需要哪些方面的東西,總體方案的設計,電池篩選和優化重組,電話仿真、狀態預測、熱場分析、安全檢測、全生命周期分析,系統設計越復雜,壽命越變長,但是價格能不能接受,這是折中要考慮的問題。

  通過動力電池管理系統方案設計、電池模塊化成組方法、電池在線狀態評估,實現動力電池系統的安全、高效、可靠運行,延長電池使命壽命,提高電池使用效率。

  我們正在做的關鍵技術,前面提到九個方面都有設計,主要講尖臍的一些進展。常用電池連接方式,包括串聯,先并后串,先串后并,混合串并聯結構。大量在用的先并后串方式。先串后并方式儲能里也是大量在用,還有混合串聯結構。到底哪種方式好,后面會給出結論。

  電池模塊化設計,北京電動環衛車,50Ah單體4并30串電池組,Leaf純電動車33Ah單體2并96串電池組,Volt增程式電動車15Ah單體3并96串電池組,車輛需要多少裝多少,便于滿足用戶續航里程需求,做成模塊化,便于分布式管理控制,為了分布化維護。電池從車上淘汰之后,怎么二次利用,如果模塊化再次利用會有更好的效果。現在寶馬在做這個事情,I3電池,淘汰之后,拿下來之后,能不能再用作儲能。如果按照整體當成一個Pad來做,基本上沒有實現,做成模塊,拆了之后,可以重新利用。

  這是關于串并聯結構的一些優化方法。混合動力串并聯模塊化,我們認為好一些。

  另外,混合串并聯情況下,串聯環節的并聯成份,采用先串后并方法,便于電流預測。通過組合模塊電流重組方式、電池熱膜散熱條件,可以分辨出每個電池衰退路徑什么樣,可以精確知道每個電池什么狀態。串聯形態下,影響衰退軌跡最大的因素,在于它的溫度場不一致,并聯不是這樣,并聯溫度場基本上一樣。但是并聯在高低兩端電流差異,會導致衰退路徑不一樣。電池表面特性完全不一樣。可能原來區間,大家都可以從5%到95%,衰退路徑不一樣,被迫把區間變小。如果考慮到電池衰退比例控制因素,我們覺得這種混合結構更好一些。

  第三個考慮的因素是均衡效果,先串后并連接方式,可以知道每個單體功能狀態,可以最好發揮效果。發揮電池組最大可用容量,電池利用飽滿,可以通過電池維護,保持模塊功能。無論控制還是均衡來說都是最好方式,最好做成模塊化,都是標準的,模塊之間可以通過混聯方式進行。

  我們在BMS方面開展一些工作,97年開始做,現在基本上已經成熟了。現在按照整車要求開發車用。國外基本上日本、美國、韓國都有一些研究,并且有一些東西做得也非常不錯。這是國內的一些主要電池廠,還有電源廠家,大概主要是比亞迪自己本身有,還有哈爾貫拓。電池另外一個關鍵技術SOC,十年前開始研究,現在為止入門有很多,真正進入工業化實際應用,大部分還是原來那種情況。最近有一些進展,樂觀估計,完全工業化應用,可以很高的精度,看一下一些總結,實際上前面的開環方法主要是一些安時積分法、開路電壓法、交流阻抗譜法、直流內阻法,采用閉環方法計算比較復雜,可靠性比較差。  

[責任編輯:趙卓然]

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