王冠 李剛 徐強(qiáng)

天津博頓電子有限公司/天津市汽車(chē)進(jìn)氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 301700

電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)后，因其節(jié)能環(huán)保的特性，迅速搶占了大范圍的汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)。但是，由于受技術(shù)水平限制，電動(dòng)汽車(chē)仍存在一定的問(wèn)題。如：續(xù)航里程較短、電池的更換速度較快等問(wèn)題。究其根源，在于電池管理系統(tǒng)的不完善引起的，這就要求電動(dòng)汽車(chē)研究人員加強(qiáng)對(duì)汽車(chē)電池的研究，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的完善，從而提升電池的能源利用效率，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

1 電動(dòng)汽車(chē)中電池問(wèn)題分析

1.1 安全問(wèn)題

電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)力主要由電池提供，電池就相當(dāng)于電動(dòng)汽車(chē)的“心臟”。汽車(chē)的蓄電池組是通過(guò)高電壓的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行電力能源的儲(chǔ)存與傳輸，其運(yùn)行期間具備一定的危險(xiǎn)性，這就要求設(shè)計(jì)人員在汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)安全問(wèn)題的重視[1]。首先，汽車(chē)大都是由金屬材料構(gòu)成的，而金屬又具備導(dǎo)電性質(zhì)，一旦電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池組出現(xiàn)問(wèn)題，將有可能發(fā)生漏電或短路狀況，給民眾的正常出行帶來(lái)一定的安全隱患。同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致輸出功率過(guò)高，將有可能導(dǎo)致電池過(guò)熱，出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象，嚴(yán)重者甚至?xí)霈F(xiàn)爆炸，嚴(yán)重威脅民眾的出行安全。

1.2 協(xié)調(diào)問(wèn)題

電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池組是由數(shù)個(gè)電池并聯(lián)組成的，其中一個(gè)電池出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)引起整個(gè)蓄電池組的故障。在蓄電池組裝配過(guò)程中，其中單體電池受生產(chǎn)水平的影響，其性能存在一定的差異，導(dǎo)致其在工作中無(wú)法與其他電池進(jìn)行有機(jī)的協(xié)調(diào)，容易發(fā)生故障。例如：在電池充電過(guò)程中，容量較大的電池還未充滿(mǎn)，而容量較小的電池卻已經(jīng)充滿(mǎn)電，繼續(xù)充電將會(huì)引發(fā)安全事故的發(fā)生，而不充電將會(huì)導(dǎo)致續(xù)航里程的降低。長(zhǎng)此以往，將會(huì)降低蓄電池組的使用壽命，影響民眾的正常出行，給民眾帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)壓力，不利于電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1.3 測(cè)算問(wèn)題

電動(dòng)汽車(chē)的測(cè)算問(wèn)題，主要體現(xiàn)在對(duì)汽車(chē)蓄電池組的現(xiàn)存電量進(jìn)行測(cè)算。首先，電量測(cè)算技術(shù)可以提醒民眾蓄電池組內(nèi)，電量是否充滿(mǎn)，幫助民眾實(shí)時(shí)掌控充電的時(shí)間段，從而降低電能的損耗，減少民眾的成本投入，提升電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性；其次，電量測(cè)算技術(shù)可以時(shí)刻提醒駕駛?cè)藛T汽車(chē)的現(xiàn)存電能，幫主駕駛?cè)藛T合理安排路線(xiàn)，防止出現(xiàn)“拋錨”現(xiàn)象的發(fā)生。但是，現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)電能測(cè)算技術(shù)仍存在一些不足，容易受其他因素影響，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。例如：外部環(huán)境過(guò)高、線(xiàn)路老化等。

2 電池管理系統(tǒng)的概述與現(xiàn)狀分析

2.1 電池管理系統(tǒng)的概述

電池管理系統(tǒng)是連接蓄電池組與電動(dòng)汽車(chē)的橋梁，可以借助先進(jìn)的微計(jì)算技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，為駕駛?cè)藛T實(shí)時(shí)提供精準(zhǔn)的電量數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池組充放電過(guò)程進(jìn)行控制，防止出現(xiàn)過(guò)度充電或是過(guò)度放電現(xiàn)象，控制蓄電池組在安全范圍內(nèi)，維持高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電能的最大化利用，降低能源損耗，延長(zhǎng)蓄電池組的使用時(shí)間[2]。電池管理系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，具備數(shù)據(jù)采集、電流控制、熱管理、安全管理等功能，全面提升電動(dòng)汽車(chē)的安全性，保障民眾的出行安全。

2.2 電池管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

常見(jiàn)的電池管理系統(tǒng)主要分為分布式與集中式兩種。

分布式電池管理系統(tǒng)。電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)之初，由于電池的儲(chǔ)存技術(shù)較為落后，蓄電池體積較大，需要在汽車(chē)的不同位置，設(shè)置獨(dú)立的控制模塊。由于各蓄電池之間相對(duì)獨(dú)立，可以通過(guò)對(duì)具體控制模塊數(shù)據(jù)的分析，從而明確每個(gè)蓄電池的儲(chǔ)電狀況，實(shí)現(xiàn)各個(gè)蓄電池之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

集中式電池管理系統(tǒng)。現(xiàn)階段，由于蓄電池技術(shù)得到了一定程度的提升，蓄電池更為輕巧便利，為節(jié)省空間，蓄電池的安裝大都是集中處理，構(gòu)建成蓄電池組。蓄電池組的構(gòu)建大大減少了汽車(chē)的空間，降低了汽車(chē)線(xiàn)路的長(zhǎng)度，從而降低了電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)成本，提升了電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。

3 電池管理系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向

由于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展起步較晚，缺乏先進(jìn)技術(shù)的指引，因此，需要研發(fā)人員加大研發(fā)力度，不斷尋找新的研發(fā)方向，為電池管理系統(tǒng)的完善提供更為充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前看來(lái)，電池管理系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向主要分為以下兩點(diǎn)。

系統(tǒng)級(jí)芯片日益精確。現(xiàn)階段，電池管理系統(tǒng)的芯片處理能力較差，無(wú)法精準(zhǔn)獲取汽車(chē)運(yùn)行中的參數(shù)數(shù)據(jù)[3]。需要研發(fā)人員進(jìn)一步革新技術(shù)，提供更為先進(jìn)的數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，提升電池管理系統(tǒng)芯片的精準(zhǔn)性，為民眾提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)顯示，保障民眾出行安全。

電池管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力日益增加。電池管理系統(tǒng)的運(yùn)行目的，是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組的協(xié)調(diào)。避免出現(xiàn)因單體電池性能降低而影響蓄電池組的整體性能的狀況發(fā)生。從而提升蓄電池組的運(yùn)行效率，延長(zhǎng)其使用壽命，實(shí)現(xiàn)電能的合理利用，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電動(dòng)汽車(chē)中電池的作用是毋庸置疑的，關(guān)系著民眾的正常出行，要求電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)人員，加強(qiáng)對(duì)電池管理系統(tǒng)的完善，提升電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組的使用壽命、電能利用率以及安全性，從而降低對(duì)能源的損耗、對(duì)環(huán)境的污染，進(jìn)而促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。