电动汽车(EV)的电池管理系统是确保电池组安全运行、延长电池寿命以及提高整体性能的关键组件之一。电池均衡是BMS中的一项重要功能,它旨在保持电池组中各个电池单元间的电压和SOC(State of Charge, 充电状态)一致性。
一. 电池均衡的重要性
提高电池组性能:通过均衡,可以确保所有电池单元都能充分发挥作用,避免因个别电池单元过早达到极限而导致整个电池组性能下降。
延长电池寿命:均衡可以减少电池单元间的不均衡充电或放电,从而减少过度充电或放电带来的损害。
确保安全:均衡有助于防止电池单元过热或过充,从而降低热失控的风险。
二. 电池均衡技术分类
电池均衡技术主要分为两类:主动均衡和被动均衡。
1、被动均衡:
原理:通过在每个电池单元上并联一个电阻,在充电过程中,当某个电池单元的电压高于设定阈值时,电阻开始消耗多余的电能,从而实现均衡。
优点:电路设计简单,成本较低。
缺点:能量利用率不高,会产生额外的热量,增加电池组的散热负担。
2、主动均衡:
原理:通过能量转移的方式,将高电压电池单元的能量转移到低电压电池单元,实现能量的再分配。
优点:能量利用率高,不会产生额外的热量。
缺点:电路设计相对复杂,成本较高。
三. 应用场景选择
被动均衡:适用于小容量、低串数的电池组,例如特斯拉的BMS就采用了被动均衡技术,因其使用的18650锂电池一致性较好,且寿命期间一致性差异不大。
主动均衡:适用于高串数、大容量的动力型锂电池组应用,更适合国内目前电池一致性较差的情况。
四. BMS中的均衡策略
基于电压的均衡:常见的一种均衡策略,通过监测电池单元的电压来判断是否需要进行均衡。
基于SOC的均衡:考虑电池单元的充电状态,确保所有单元的SOC保持一致。
基于温度的均衡:考虑到温度对电池性能的影响,通过温度监控来辅助决定是否需要进行均衡。
电动汽车的BMS通过电池均衡技术,可以显著提高电池组的整体性能和寿命,选择适当的均衡技术取决于电池组的具体应用场景和电池单元的一致性。随着技术的进步,越来越多的电动汽车开始采用主动均衡技术,以实现更高的能量利用效率和更好的性能表现。