浅析什么才是BMS动力电池管理系统的核心技术(3)
2019-06-18 08:19来源:我爱汽车网阅读量:

SOH 是指电池的健康状态。它包括两部分:安时容量和功率的变化。一般认为:当安时容量衰减20%或者输出功率衰减25%时,电池的寿命就到了。但是,这并不是说车就不能开了。对于纯电动车EV来说安时容量的估算更重要一些因为它与续航里程有直接关系而功率限制只是在低SOC的时候才重要。对于HEV或者PHEV来说,功率的变化更为重要这是因为电池的安时容量比较小,可以提供的功率有限尤其是在低温。对于SOH的要求也是既要高精度也要鲁棒性。而且没有鲁棒性的SOH是没有意义的。精度低于20%,就没有意义。SOH的估算也是基于SOC的估算。所以SOC的算法是算法的核心。电池状态估算算法是BMS的核心。其他的都是为这个算法服务的。所以当有人声称突破了或者掌握了BMS的核心技术,应该问问他到底做了BMS的什么?是算法还是主动均衡或者只做BMS的硬件和底层软件?或者只是提出一种BMS的结构方式?

有人说特斯拉之所以牛,是因为它的BMS可以管理7104节电池。这是它牛的地方吗?它真的是管理7104节电池吗?特斯拉model S确实用了7104节电池,但是串联在一起的只有96节,并联的只能算一节电池不管你并联多少节。为什么?因为其他公司的电池组也是只计算串联的个数而不是并联的个数。特斯拉凭什么要特殊呢?事实上,如果你了解特斯拉的算法,你就会知道特斯拉的算法不仅需要大量的工况数据定标,而且还不能保证在任何情况下尤其是在电池老化以后的估算精度。当然,特斯拉的算法比几乎所有国内的BMS算法还是好很多。国内的BMS算法几乎都是电流积分加开路电压的方法用开路电压计算初始SOC,然后用电流积分计算SOC的变化。问题是如果启始点的电压错了,或者安时容量不准,岂不是要一错到底直到再次充满才能纠正?启始点的电压错会出错吗?经验告诉我们,会的,尽管概率很低。如果要保证万无一失,就不能只靠精确的启始点的电压来保证启始SOC的正确。

中国新能源汽车均衡问题出在哪里?

去年经过专家评选的某主动均衡技术荣获某锂电金球奖。其理由是它的核心技术--主动均衡技术能够延长电池寿命30%续航里程20%。这一看就不靠谱。因为根本无法定量。你和谁比能够延长寿命30%?和自己比有意义吗?和没有均衡比吗?那你的水平就差远了。和别人比,应该与最好的比才有意义。世界上不说最好的至少还可以的BMS都没有均衡问题。你怎么延长寿命30%呀?延长续航里程也是一样的道理。比如克莱斯勒的Fiat500e,它的SOC容许一直放到5%。请问你还怎么延长20%的续航里程呀?再进一步说,主动均衡难吗?硬件2008年TI就向我当时所在的公司推销它的主动均衡IC了。算法不外乎是同模组到电池相互均衡和不同模组之间的电池相互均衡。通用汽车公司早在6-7年前就已经完成了仿真验证。连文章都有了。从算法角度讲完全没有难度可言。而且主动均衡根本也不是网上说的是“主动均衡功能一直以来是国外产品的杀手锏”。国外为什么基本上不用主动均衡呢?主要是考虑到成本问题。如果被动均衡就能够搞定,为什么要用主动均衡呢?国内为什么极力鼓吹主动均衡呢?笔者认为主要是被动均衡搞不定。说起被动均衡,绝大多数人告诉笔者说是因为国内电池质量太差一致性不好。但是通过交谈笔者发现根本原因在于概念不清、方法不对。要不然怎么会开车时均衡会越均衡越差?均衡的效果是可以计算出来的。所谓多重均衡技术,分明是没有一种手段可以搞定均衡。有人说被动均衡浪费了很多电。所以不好。以96节串联的电池组为例,我们可以算出在最差情况下,被动均衡到底浪费了多少电。如果均衡电流是0.1A,一节电池在被均衡时大约要浪费0.4W。最差的情况是有95节电池都需要放电,所以,最差情况是有0.4X95=38W。还不如汽车的一个大灯(大约45瓦)费电。如果不是最差的情况,也许只要十几瓦甚至几瓦就够了。所以,尽管被动均衡浪费了一点电,但是它如果能够极大地延长电池的寿命,何乐不为呢?还有人说,对于比较大的安时容量的电池来说0.1A电流太小。如果能够把不均衡消灭在萌芽状态,就不会有无能为力情况的出现。如果电芯本身已经不能正常工作了,无论是主动均衡还是被动均衡都是无能为力的。所以,不能完全责怪电池的一致性不好。也需要从自身找原因。笔者曾经做过的车里有两款PHEV的车,开了才几个月电池组内的SOC相差高达45%。而且由于SOC、SOP的问题,车在路上经常抛锚。公司一致认为是电池质量问题而且一致同意更换电池供应商。但是我仅仅只是更改了算法,就把均衡的问题解决了。而且是在公司明确规定不许充电的情况下做的。因为已经有一辆车由于电池问题出了事故。电池组中电芯SOC的差别由45%降到了3%。现在车已经行驶了十几万公里了。抛锚的问题再也没有发生过。


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