BMS和電流傳感器在新能源汽車(chē)電池管理上的應(yīng)用
特斯拉汽車(chē)自燃事件引起了人們的廣大關(guān)注,人們對(duì)特斯拉汽車(chē)的強(qiáng)烈譴責(zé)甚至引起馬斯克的憤怒回應(yīng),他曾經(jīng)在推特上表示:“媒體對(duì)特斯拉自燃事件的報(bào)道有過(guò)分渲染之嫌,每年數(shù)千起燃油車(chē)自燃致死事件視而不見(jiàn),卻對(duì)一次沒(méi)有人員傷亡的特斯拉車(chē)輛自燃事件采用雙重標(biāo)準(zhǔn)。”
其實(shí)此次事件之所以會(huì)引起這么大的關(guān)注,主要原因在于此次汽車(chē)自燃時(shí)停在停車(chē)場(chǎng),期間沒(méi)有任何充電,但就是這樣離奇自燃,而燃燒過(guò)程中還曾出現(xiàn)過(guò)三度爆炸,因此此次自燃才會(huì)引起廣大民眾對(duì)新能源汽車(chē)的恐慌。
后經(jīng)相關(guān)部門(mén)初步判定,此次自燃是電池短路問(wèn)題,業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示,此次特斯拉自燃可能與之前快速高速充電相關(guān),其電池管理系統(tǒng)或許還不夠完善。
一般來(lái)說(shuō),大家都希望電動(dòng)汽車(chē)充電的過(guò)程能少花點(diǎn)時(shí)間,快速充電滿足了大家的需求。 快充技術(shù)主要分為高電壓及高電流兩類(lèi),但高電壓比較危險(xiǎn),所以現(xiàn)在的汽車(chē)快充都為高電流技術(shù)。
比如特斯拉推出的二代超級(jí)充電樁,充電效率在120~145千瓦左右。用這種電樁充電時(shí),電流大小往往在300安培以上,如此大的電流需要一套強(qiáng)大的散熱系統(tǒng)控制溫度,否則很容易引起自燃。
另外,充電過(guò)程中還容易出現(xiàn)短路、過(guò)載、電阻過(guò)大、部件高溫的問(wèn)題也有可能引發(fā)自燃事故。
其實(shí)一輛電動(dòng)汽車(chē)的充電過(guò)程有三個(gè)關(guān)鍵角色:電芯、BMS電池管理系統(tǒng)、傳感器,這三者之間要是能完美配合,那么充電狀態(tài)下的安全就更有保障,否則就有可能會(huì)導(dǎo)致自燃現(xiàn)象。
BMS電池管理系統(tǒng)在三者之間起到很重要的作用,充電時(shí),通過(guò)傳感器識(shí)別電池狀態(tài),然后由BMS給出一個(gè)合理的充電方案。如果BMS設(shè)計(jì)要求低,汽車(chē)在充電過(guò)程出現(xiàn)了異常,電池充電系統(tǒng)有可能不發(fā)出停止充電的輸入信號(hào),還在肆無(wú)忌憚的充電,這樣就會(huì)使得電池過(guò)熱。那如果是私拉電線,導(dǎo)致電池與相匹配的電壓不符,造成過(guò)熱現(xiàn)象,釀成自燃的可能性的確很大。
BMS電池管理系統(tǒng):電池與用戶的紐帶
電池管理系統(tǒng)(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)是電池與用戶之間的紐帶,可用于電動(dòng)汽車(chē)、電瓶車(chē)、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等。
BMS最主要的功能,就是能夠提高電池的利用率,防止電池出現(xiàn)過(guò)充電和過(guò)放電,延長(zhǎng)電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。
具體來(lái)說(shuō),電池管理系統(tǒng)主要有以下三個(gè)功能:
首先,準(zhǔn)確估測(cè)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài),即電池剩余電量,保證SOC維持在合理的范圍內(nèi),防止由于過(guò)充電或過(guò)放電對(duì)電池造成損傷,并隨時(shí)顯示混合動(dòng)力汽車(chē)儲(chǔ)能電池的剩余能量,即儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)。
其次,BMS還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的功能。在電池充放電過(guò)程中,實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓,防止電池發(fā)生過(guò)充電或過(guò)放電現(xiàn)象。同時(shí)能夠及時(shí)給出電池狀況,挑選出有問(wèn)題的電池,保持整組電池運(yùn)行的可靠性和高效性,使剩余電量估計(jì)模型的實(shí)現(xiàn)成為可能。
第三,保證電池間的均衡,即為單體電池均衡充電,使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
總的來(lái)說(shuō),電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)(BMS)是連接車(chē)載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的重要紐帶,它將電池或電池組的監(jiān)測(cè)及管理集于一體,從而確保電池或者電池組的安全可靠,并以最佳狀態(tài)輸出動(dòng)力。
電流傳感器可檢測(cè)BMS系統(tǒng)中的充放電電流
而在新能源應(yīng)用的汽車(chē)領(lǐng)域,電流傳感器能夠?qū)ζ?chē)蓄電池,以及混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力電池組,進(jìn)行精確的電池管理。例如,可以利用電磁感應(yīng)原理的開(kāi)環(huán)電流傳感器,在隔離條件下,對(duì)交流電流信號(hào)過(guò)流進(jìn)行保護(hù),從而方便實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸出。
電流傳感器可以用在純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池上,用以連接到BMS系統(tǒng)上,檢測(cè)充放電的電流,提高汽車(chē)電池的使用效率。 由于電流傳感器對(duì)直流、交流或脈沖電流進(jìn)行電隔離測(cè)量,具有良好的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。因而,在電池充放電過(guò)程中,BMS系統(tǒng)可以通過(guò)利用電流傳感器,實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池組中每塊電池的端電壓和溫度,充放電電流及電池包總電壓,防止電池發(fā)生過(guò)充電或過(guò)放電現(xiàn)象。
此外,依靠電流傳感器,BMS系統(tǒng)級(jí)還能檢測(cè)電池用電及時(shí)給出電池狀況,有效杜絕出現(xiàn)電池漏液、絕緣受損以及局部短路的情況,進(jìn)而挑選出有問(wèn)題的電池,保持整組電池運(yùn)行的可靠性和高效性。
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