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介紹電動汽車鋰離子電池BMS系統(tǒng)

鉅大LARGE  |  點擊量:1039次  |  2021年07月17日  

電動汽車的出現(xiàn),是在全球變暖、環(huán)境污染和能源危機所推動的。2015年全球電動汽車加工量和出貨量分別超過了50萬輛的規(guī)模,其中我國超過了37萬輛。電動汽車非得要有電能儲存裝置,目前鋰離子電池動力鋰電池的首選和主流。鋰離子電池在串聯(lián)成組使用時存在過充、過放、過流、溫度過高過低等問題,會造出鋰離子電池的迅速損壞,因此要電池管理系統(tǒng)進行管理。


1、鋰離子電池


鋰離子電池指由正極、負(fù)極、隔膜、電解液四大重要材料和外殼制成的電池。其中正極和負(fù)極材料非得能夠可逆的嵌入和脫嵌鋰離子,隔膜非得是鋰離子導(dǎo)通而電子絕緣,電解液非得是鋰離子溶液。


通常正極材料里是一個過渡元素發(fā)生氧化還原反應(yīng),而金屬鋰和碳負(fù)極是金屬鋰發(fā)生氧化還原反應(yīng)。充放電過程,鋰離子在電池內(nèi)部正負(fù)極之間來回轉(zhuǎn)移,電池在外電路移動。有人形象地把這種鋰離子轉(zhuǎn)移過程成為搖椅,而將鋰離子電池稱為搖椅式電池。


圖1鋰離子電池的工作過程圖示

過針刺 低溫防爆18650 2200mah
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

鋰離子電池正極材料一般采用嵌鋰過渡金屬氧化物,如Ni、Co、Mn的嵌鋰氧化物。負(fù)極材料則要選擇電位盡可能接近金屬鋰的嵌鋰化合物,如各種碳材料、SnO、SnO2、硅合金等。


電解液普遍使用報告LiPF6的溶液,溶質(zhì)為有機物,常用的有乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)和低密度二乙烯碳酸酯(DEC)等;隔膜重要由烯烴類聚合物制成多孔復(fù)合膜;外殼材料有鋼、鋁、塑料、鋁塑膜等。鋰離子電池典型的結(jié)構(gòu)如下圖:


圖2方形電池的典型結(jié)構(gòu)


鋰離子電池典型參數(shù)有:容量、內(nèi)阻、電壓;鋰離子電池特性參數(shù)有:循環(huán)壽命、放電平臺、自放電率、溫度性能、儲存性能等。鋰離子電池安全探測有:過充、短路、針刺、跌落、浸水、低壓、振動等。


鋰離子電池比較嬌貴,其充放電是一個多變量、非線性復(fù)雜的電化學(xué)過程,假如不能滿足其充放電的條件要求,很容易出現(xiàn)壽命快速下降、性能降低、起火、爆炸等事件,因為鋰離子電池關(guān)于溫度、電壓、電流等很敏感。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

2、電池管理系統(tǒng)的發(fā)展


早期的電池管理系統(tǒng)有:德國1991年開始設(shè)計的bADICHEQ和bADICOaCH系統(tǒng),美國通用汽車EV1使用的電池管理系統(tǒng),美國ACPropulsion公司開發(fā)的名為batOPt的高性能電池管理系統(tǒng)。


國內(nèi)最早重要是一些高校依托自己的科技優(yōu)點聯(lián)合一些大的汽車和電池加工商進行了一些研究工作,清華大學(xué)為EV-6568輕型電動客車配套了電池管理系統(tǒng)、同濟大學(xué)和北京星恒合作開發(fā)了鋰離子電池管理系統(tǒng)、春蘭研究院開發(fā)了HEV-bMS系統(tǒng)、北京理工和北方交通大學(xué)等依托國家863計劃電動汽車重大專項子課題,也開發(fā)了有特色的電池管理系統(tǒng)。隨著電動汽車市場的啟動,許多商業(yè)化的產(chǎn)品都獲得了大批量的使用。


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