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方英明:新能源汽车发展需破解成组应用难题

发布时间: 2014-12-26 10:26:56    来源: 电池中国网
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[摘要]中国电源工业协会常务副理事长方英民表示,锂动力电池的使用寿命是制约新能源汽车发展的核心问题,只有实现了锂动力电池的“长寿命”,才能迎来新能源汽车的春天。

  电池拐点是否是关键环节

  由于电池成组应用问题是新能源汽车产业化的核心技术问题,一种采用电子线路来解决“电池电化学成组一致性特性变差”的办法应运而生,业界称之为电池管理系统(BMS)。

  参照电池管理系统(BMS)原理框图,中间绿色部分是BMS主控制模块,包括数据采集模块,绝缘检测模块,高压控制模块,彩屏控制模块。中控制模块只是一个检测单元,并不等同于BMS。完整的BMS所起的作用包括与整车控制器、电机控制器、充电机接口、驱动电机、充电机相结合。 

  电池的安全问题主要是电池的“过充过放”问题。BMS首要解决的即是电池的“过充过放”问题。由于的本身特性,在充放电后期,充电或放电至90%-95%的电量的特性曲线,由此形成拐点现象,业界称之为“电池拐点”。当然,随着电池本身的温度或应用环境温度的不同,以及充放电电流的深度等因素,都会影响到拐点的形态。

  以国内某大型电池厂的一只180Ah 磷酸亚铁锂锂离子动力电池在国家某家重点实验室进行测试数据为例,在室温下1/3C充放电的电压曲线如图1所示。充放电的电压平台都是3.35V左右,充电电压两个拐点是3.25V和3.45V,放电电压两个拐点是3.4V和3.1V。

  BMS的管理特性主要是通过“限两头”和“电池拐点”来实现。通过控制充电机和电机控制器的管理手段,防止的“过充电”和“过放电”,解决电池安全问题,业界简称为“限两头”。目前,利用电池电化学“拐点”特性,通过BMS合理管理可解决电池“长寿命”问题。经过几年的实践,尤其是通过北京奥运会和上海世博会期间BMS在电动车上的示范应用,BMS已得到业界的广泛认可。

  目前,BMS规模化生产仍面临困境。其一是国内种类繁多,主流电池厂各自为战,BMS很难形成针对不同电池的技术标准。其二是处于产业化发展初期,存在着生产工艺极不完善,生产设备自动化程度不高等因素,很难保证出厂时的初始一致性。其三与BMS之间的配套技术不成熟, BMS仍需大量重复性定制开发,相关的技术标准难以出台并试行。

  因此,面对规模化生产的复杂现状,解决“电池一致性问题”的各种均衡技术应运而生。

 

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