莫讓電池“大電流/均衡”技術進步蒙住雙眼!
近些年,全球新能源的大發展,電池技術的大發展,也促使了電池管理系統輔助功能的進步。特別是在電池保護、均衡、安全、故障診斷等方面,取得了不小的成就。國內技術也保持著同步高速發展。
其中,在電池串聯應用方面,因無法徹底解決電池一致性問題,很自然的“均衡”功能應運而生。BMS基于電壓的均衡、基于時間的均衡、基于SOC均衡等,從被動均衡再到主動均衡,均衡電流從小到大,似乎變成了解決一致性問題、容量木桶原理“主流”的發展趨勢。尤其在國內,似乎是首當其沖要考慮的因素,必走之路。
均衡不是萬能的,均衡電流不斷放大,不能一攬子解決問題
個人認為,“均衡”始終是一種“被動”“被迫”的功能技術,并不是萬能和無限的。均衡方面,同步帶來很多問題不可小覷,甚至是安全問題(大電流熱量導致PCB 板過早失效、元器件失效造成的短路、均衡策略冗余設計沒有或不完整導致的安全事故等)。
路在何方?追求電池品質整體提升的良性循環
我們真正的出路,還是要在電池方面做足功課,從根本和源頭改善電池一致性狀態。尤其是在整車廠系統設計之初,就要充分考慮電池品質。“設計之初電池選擇”正確的思路,是關鍵和方向。不能被電池品質現狀扭曲了我們應該做的事情。讓電池上游企業誤認為,有均衡功能存在,還可以大電流均衡,而萬事大吉。是很嚴重的問題。只有讓我們提出正確的需求,去督促電池廠家不斷的改良工藝和創新技術,形成良性循環發展氛圍,這才是王道。
一種責任:把正確需求信息傳遞給電池廠家
本文的目的是一種呼吁,更是一種責任。其實大家都知道國內電池和國外電池的差距,不是個體的差距,而是批量一致性的差距。所以才更需要去引導、去關注、去研究。把眼光從“大技術”“技術路線之爭”,轉變一下,去關注這些細節,避免在后面應用鏈條中,付出更多的代價、成本。舉個正面的例子:“松下的小圓柱電芯,技術爐火純青”,“有笑話稱,如果用兩臺機器測松下的電池,出來的曲線不一樣,首先懷疑的應該是你的測試問題”。松下就是這么牛。這些年,我們更關注電池產能是多少,規模有多大,產值是多少個億,但從產品品質的角度,缺乏工匠精神。
國外電池均衡功能有保護性均衡、SOC 數值穩定等成分
從技術角度,我們看看國外經典車型均衡狀態,不一例外的都是“被動的”“小電流”居多。對方并不是在主動均衡方面做不好,電流同樣也可以做大,但是,他們為什么不做呢?有人說是電池好,那么,在“好品質電池”、“可以很好的均衡”,側重選擇的時候,為什么選擇了第一個呢? 從短期成本角度,我會選擇第二個的。對方同樣也有均衡功能,與其說是在“均衡電池系統”,倒不如說是一種防止過充、過放的“保護”,或者還有別的功能目的。
上述圖例僅為均衡原理示例
車型 |
Leaf |
tesla |
BMW i3 |
VOLT |
|
Model s |
Model 3 |
||||
均衡電流(mA) |
≤200 |
100 |
100 |
100 |
100 |
國外典型車型均衡狀態(數據僅供參考)
1、從銷量最大leaf看日產的BMS均衡設計思路:
分析:leaf均衡,如果看作“微調整電池容量”更恰當一些。電流小(限流電阻應是1/8W(感覺比tesla大,<200mA)是主要判斷因素。第一個狀態,車輛上電時開啟均衡功能,容量均衡結合修正策略,SOC是否會更精準呢?另一個狀態,是充電末端的均衡狀態(資料顯示有這個功能),通過拉低電芯最高電壓而均衡。“保護性均衡”味道更濃。鋰離子電池有“捉摸不定”的特點:參數和使用狀態、環境條件關聯性非常強。電極在電流擾動狀態下,電壓是不穩定的。也給SOC估算帶來了麻煩。
2、 Tesla Model S的均衡設計
小結:
本文是肯定均衡技術進步的。均衡技術的創新發展,尤其是來自芯片均衡技術的進步,無疑提升了均衡的可靠性和安全性。作為對一致性彌補功能,是值得肯定的。但是,從電池本征特性來講,是無法通過均衡而改變的。所以,從系統集成角度,電池品質的提升,優良電池的選擇,才是我們的根本方向。莫讓“漂亮的均衡”,帶走了我們的眼神,蒙住我們的雙眼。
來源:第一電動網
作者:平全文
責任編輯:繼電保護
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