探討：電池管理存在的諸多問題

目前大力發(fā)展的新能源汽車主要分為三類：混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、燃料電池汽車(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)和純電動汽車(Electric Vehicle, EV)。這三種類型的電動汽車以其自身不同的構(gòu)造和工作原理，形成各自不同的特點，同時也處于不同的發(fā)展階段。純電動汽車以車載動力蓄電池組(如鋰離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池和鎳鎘電池等)作為其唯一的能量來源，并搭載大功率電機以驅(qū)動汽車行駛，因此，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車最大不同之處也就是純電動汽車獨有的電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)。純電動汽車和混合動力電動車相比，噪音低、無污染、零排放，底盤結(jié)構(gòu)更簡單;和燃料電池汽車相比，各方面技術(shù)相對更成熟，具有更高的可靠性和安全性。因此，純電動汽車目前已經(jīng)受到世界各國政府和車企的高度重視，不少企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)并在某些地區(qū)開始示范運營。

在純電動汽車中，動力電池組作為核心部件之一，在整車制造成本中占有極高的比重，其性能的優(yōu)劣也直接影響著整車的駕駛性能與安全。早期的純電動汽車所使用的動力電池大多為鉛酸蓄電池，這種電池由于能量密度小，續(xù)航里程短，使用壽命也比較短，所以逐漸被優(yōu)勢突出的鋰離子電池等產(chǎn)品取代。鋰離子電池憑借其充放電效率高、能量密度大和續(xù)航能力強等優(yōu)點，已受到了國內(nèi)外眾多電動汽車廠商的關(guān)注及使用。

盡管鋰電池比其他種類的電池有更多的優(yōu)點，但同樣會受到電芯材料和目前制作工藝等因素的限制，導(dǎo)致單節(jié)鋰電池之間往往存在者內(nèi)阻、容量、電壓等差異，所以在實際應(yīng)用中，電池組內(nèi)部各單體電池容易出現(xiàn)散熱不均或過度充放電等現(xiàn)象 。 時間一長，這些處于不良工作狀態(tài)下的電池就很可能提前損壞，電池組的整體壽命也就大大縮短。不僅如此，電池處于嚴(yán)重過充電狀態(tài)下還存在爆炸的危險，造成電池組損壞的同時還對使用者的人生安全造成威脅。因此，必須為電動汽車上的動力電池組配備一套具有針對性的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)，從而對電池組進行有效的監(jiān)控、保護、能量均衡和故障警報，進而提高整個動力電池組的工作效率和使用壽命。

電池管理系統(tǒng)作為純電動汽車動力電池組的監(jiān)控管理中心，必須對電池組的溫度、電壓和充放電電流等相關(guān)參數(shù)進行實時動態(tài)的監(jiān)測，必要時能主動采取緊急措施保護各單體電池，防止電池組出現(xiàn)過充、過放、溫度過高以及短路等危險。此外，該系統(tǒng)還必須在電池組的整個使用周期內(nèi)對電池的SOC進行準(zhǔn)確估算，并以合適的方式將剩余電量、續(xù)駛里程和故障異常等關(guān)鍵信息及時反饋給駕駛員，同時以一種合適的方式完成系統(tǒng)與整車ECU或上位機之間的數(shù)據(jù)交換功能。

但是，這些都是BMS在最佳設(shè)計和理想情況下才能實現(xiàn)的功能和表現(xiàn)出來的性能，就目前從各類與動力電池相關(guān)的電動汽車事故或?qū)嶋H應(yīng)用到汽車上的相關(guān)BMS產(chǎn)品的整體性能表現(xiàn)可知，目前被廣泛應(yīng)用的電池管理系統(tǒng)功能還不夠完善，技術(shù)不夠成熟，使用范圍局限，通用性不強。具體可總結(jié)為以下五個方面：

①電池管理系統(tǒng)在長期使用情況下對動力電池組相關(guān)參數(shù)的采集精度不夠準(zhǔn)確。

②電池管理系統(tǒng)還不能完全實現(xiàn)動力電池組在整個生命周期內(nèi)的SOC值的精確估算。

③關(guān)于電池組內(nèi)部各單體電池間的能量均衡的控制效果還需進一步提升。

④電池管理系統(tǒng)對自身和電池組的故障自診斷和自維護功能還不夠完善。

⑤目前出現(xiàn)的電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品一般都具有針對性，使用范圍局限，移植性和通用性還不夠強。