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比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)和功能

來源:存能電氣  日期:2019-04-07 21:51  瀏覽量:

  比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)和功能。磷酸鐵鋰電池?fù)碛懈玫膲勖?、安全性,更適合插電式混動車的用車情況。比亞迪新能源汽車將越來越多地出現(xiàn)在我們的生活中,使用新能源汽車,大家普遍關(guān)心的還是有關(guān)電池的問題。據(jù)了解,“秦”的充電模式主要有預(yù)約充電和即時(shí)充電兩種,既可以按照客戶設(shè)置的充電時(shí)間對車輛定時(shí)充電,也能隨機(jī)給車輛直接充電。

  比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)BMS功能

  比亞迪磷酸鐵鋰電池BMS管理系統(tǒng)就不像有些電池生產(chǎn)企業(yè)說的那樣可有可無,而是必須要有,而且還要貫穿鋰電池組應(yīng)用始終。BMS鋰電池管理系統(tǒng)在國內(nèi)外已有許多研究,并且開始在許多領(lǐng)域應(yīng)用,已經(jīng)能滿足一些市場的需要,鋰動力電池的應(yīng)用對電池管理系統(tǒng)提出了更高的要求,保障動力電池組的使用安全,是鋰動力電池管理系統(tǒng)的首要任務(wù)。

  動力BMS鋰電池管理系統(tǒng)能有效的對鋰電池組進(jìn)行有效的監(jiān)控、保護(hù)、能量均衡和故障警報(bào),進(jìn)而提高整個(gè)動力電池組的工作效率和使用壽命。磷酸鐵鋰電池由于其工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長等眾多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用在各種精密設(shè)備上。

  盡管磷酸鐵鋰電池比其他種類的電池有更多的優(yōu)點(diǎn),但鋰電池處于嚴(yán)重過充電狀態(tài)下還存在爆炸的危險(xiǎn),造成鋰電池組損壞的同時(shí)還對使用者的人生安全造成威脅。因此,必須為鋰電池組配備一套具有針對性的鋰電池管理系統(tǒng)BMS從而對電池組進(jìn)行有效的監(jiān)控、保護(hù)、能量均衡和故障警報(bào),進(jìn)而提高整個(gè)鋰電池工作效率和使用壽命。

磷酸鐵鋰電池.jpg

  鋰電池BMS管理系統(tǒng)有如下特點(diǎn)

  ●鋰電池管理系統(tǒng)由管理主機(jī)(CPU)、電壓與溫度采集模塊、電流采集模塊和通信接口模塊組成。

  ●可檢測并顯示鋰電池組的總電壓、總電流、儲備電量;任一單體電池的電壓和電池箱的溫度;最高和最低單體電池電壓及電池編號、最高和最低溫度、電池組的充放電量。

  ●UPS電池主機(jī)還提供報(bào)警和控制輸出接口,對過壓、欠壓、高溫、低溫、過流、短路等極限情況進(jìn)行報(bào)警和控制輸出。

  ●提供RS232和CAN總線接口,可在計(jì)算機(jī)上直接讀取磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)上的所有信息。

  比亞迪磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)BMS設(shè)計(jì)解析

  首先我們來談?wù)劚葋喌咸坪颓氐碾姵?,型號?yīng)該是一樣的,只是秦的鋰電池組電芯數(shù)量比較少,容量13度,唐的比較多,18度。單個(gè)的電芯都是比亞迪自己制造的磷酸鐵鋰電池,額定電壓3.2V,容量26AH。為什么不是最近比較火的三元鋰電池呢?原因如下圖:

  磷酸鐵鋰電池?fù)碛懈玫膲勖?、安全性,更適合插電式混動車的用車情況。電池單體搭臺是這個(gè)樣子的,但是這個(gè)應(yīng)該是大巴上的,因?yàn)殡妰α扛哌_(dá)120AH,咱們的只有26AH,不過大致上是一樣的,都是長方體。

  唐的BMS電池組位于底盤中部,體積和重量都比較大。放在底盤的好處是降低了整車重心,同時(shí)不影響后備箱空間。缺點(diǎn)嘛,對放水和防磕碰要求比較高,日常使用要注意這塊不要浸水,不要磕碰。秦的BMS鋰電池組,位于后座以后,后備箱之前。優(yōu)點(diǎn):放水防磕碰性能都很好,缺點(diǎn):重心比較高,影響后備箱空間,和唐正好是相對的~。

  連接方式為串聯(lián),形象一點(diǎn)說,就是類似于我們以前用過的手電筒,幾個(gè)電池頭尾相接。這種連接方式,每個(gè)電芯放電的時(shí)候使用同樣的電流對外放電,充電的時(shí)候同樣的電流充電,在不借助均衡系統(tǒng)的情況下,無法對單個(gè)電芯進(jìn)行充放電。而且,當(dāng)一個(gè)電芯充滿時(shí),就要停止對整個(gè)BMS鋰電池組的充電,不然這個(gè)電芯會過充損壞,而一個(gè)電芯放空的時(shí)候,整個(gè)電池組就要停止放電,不然這個(gè)電芯會過放損壞。

  BMS磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)的均衡模塊。唐和秦的均衡模塊采用的是被動均衡方式,也就是說,通過旁路電阻給電壓較高的電芯放電,使其達(dá)到和其他電芯相同的電壓。也就是這樣:每個(gè)電芯都有一個(gè)由磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)單獨(dú)控制的電阻,當(dāng)需要的時(shí)候,接通這個(gè)電阻的電路,給電芯放電。

  因?yàn)楸葋喌咸坪颓氐碾姵亟M不均衡,絕大多數(shù)是某一兩個(gè)電芯電壓過低,需要對另外的大量電芯進(jìn)行放電。而在低電量時(shí),可以正確的標(biāo)記剩余電芯,高電量下,系統(tǒng)只會標(biāo)記充滿時(shí)電壓最高的一個(gè)電芯,是一個(gè),可想而知效率是怎么樣的了,幾乎可以忽略不計(jì)。

  比亞迪堅(jiān)持使用磷酸鐵鋰電池的原因

  磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。磷酸鐵鋰電池是比亞迪完全自主研發(fā)的國產(chǎn)鋰電池,投入巨大,目前已經(jīng)屬于成熟產(chǎn)品,也在國內(nèi)獲得了廣泛應(yīng)用;雖然與國外鋰電池產(chǎn)品相比,磷酸鐵鋰電池的特性還不是很完美,但因?yàn)槠浯嬖?,打破了國外的技術(shù)壟斷,為我們走自己的鋰電池研發(fā)路線創(chuàng)出了道路,所以非常敬佩其精神。另外比亞迪堅(jiān)持使用磷酸鐵鋰電池不會發(fā)生爆炸。

  事實(shí)上中國企業(yè)已經(jīng)掌握了磷酸鐵鋰電池全球最高端的技術(shù)和工藝。而磷酸鐵鋰電池在安全性和循環(huán)壽命上相對于三元鋰電的絕對優(yōu)勢,正是中國新能源汽車關(guān)鍵要素所在和發(fā)展所需。只要明確其發(fā)展地位,加大投入固化這一優(yōu)勢,中國新能源汽車就完全有彎道超車的可能。

  三元鋰電的材料配方,無論是鎳鈷錳酸鋰,還是鎳鈷鋁酸鋰,都離不開兩種貴金屬,即鈷和鎳。這兩種金屬在中國都很匱乏,在全球儲量也有限。磷酸鐵鋰電池則剛好相反,不含任何貴金屬,而且生產(chǎn)正極材料的主要原料氧化鐵、碳酸鋰在中國儲量非常豐富。如果下游新能源汽車市場需求放大,其上游材料在規(guī)模效應(yīng)的推動下,成本將直線下降,占據(jù)磷酸鐵鋰電池成本超過30%的正極材料價(jià)格的下降,將促使磷酸鐵鋰電池價(jià)格的迅速下降。

  磷酸鐵鋰電池是比亞迪新能源汽車核心部件,為整車提供驅(qū)動電能,它主要通過金屬材質(zhì)的殼體包裹構(gòu)成電池包保護(hù)主體。電芯通過模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電芯的集成,并且包括電芯的散熱硬件,散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞是BMS實(shí)現(xiàn)優(yōu)良管理的前提。

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