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要把电动车电池管好 充放电平衡是基本功
 

【CTIMES / SMARTAUTO ABC_1 报导】    2011年01月18日 星期二

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电动车要跑得快,光靠电池管理系统(BMS)还不够,透过BMS将电池信息传送至能量管理系统(EMS),藉此,整车车厂更需要取得关键的数据数据以便进一步分析,这也是为什么现在全球大部分整车车厂,在正式推出电动车产品之前,会特别重视示范运行过程的原因。

藉由示范运行,车厂才能掌握电动车运行时、电池管理系统与其他零部件之间联动的重要关键数据。这些关键数据,都是属于非常机密的内容,内行人如果掌握到这些数据,基本上就可以了解这家车厂电动车性能的核心与要点。

多串数电池管理系统BMS设计较为复杂,当电池串联数目增加,电池间差异所造成的影响也就越明显,电池组的使用效率也会递减。电动车机电系统的可靠度也会受到影响。

到电动车整车阶段部份,基本上就是以电池组(module)作为电池管理系统的基本单位。电池平衡管理和电池组状态监控这两大技术,对于BMS而言,是非常关键且必要的底层硬件架构。不过完整的BMS解决方案,除了底层硬件之外,上层的软件开发要领,还必须涵盖电池特性研究分析、电池建模与仿真分析、热管理、电池组老化与故障预警、和电池残电量估测方法等重要环节的系统整合与应用。

特别是在电池充放电平衡部份,攸关电池组效能甚巨。基本上电池平衡管理可分为被动充电平衡和主动平衡这两大类。被动式充电平衡就是以充电方式来达到平衡效果,多半适合应用在油电混合动力车(Hybrid EV;HEV)领域,专利问题较少,没有高频切换噪声的困扰。

被动式充电平衡可分为长时间过充和消耗式这两种,前者不需加入任何电路,后者架构容易落实且简单,但是长时间过充会让电池芯的电压差太高,造成电量叫高的电池芯过充,而消耗式的电阻会导致消耗多余的电量。目前被动式充电平衡仍是大多数电池保护板厂商采用的方法。

主动平衡则可分为电容平衡、电感平衡和模块化平衡这三大类,多半适合应用在纯电动车领域。主动平衡能按照电池剩余电量来决定各个电池充电的比例,藉由储电组件来达到电量转移的目的,充电效率高,可缩短充电时间。不过因为电路主要由电容、电感和开关达到能转换的目的,因此成本较高、体积较大,且会有开关切换的噪声问题,因此控制设计上较为复杂。

關鍵字: 电动车  BMS  电池充电器  电路保护装置 
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