电池管理水平直接关系到电池的使用寿命、车辆的运行效率和运行成本,需要在电池的试验、建模、控制策略以及控制系统设计等方面做非常深入的研究、试验和改进,以更好地满足电动汽车的使用要求。
纯电动汽车上的动力蓄电池价格昂贵,占整车成本的比例很大,同时也是最精细、最脆弱的部件。而汽车在使用过程中的要求是,高温和低温工况下充放电性能良好;一定散热条件下实现大功率充放电;电池组中的电池单体容量得到充分利用;确保电池有一定的长寿命,即经过一段时间使用之后电池充放电能力下降幅度有限,电池的内阻能够保持一定。
电池管理系统担当着对电池的充放电管理和工作性能的监护作用。比如,要实现快速充电又不损害(损伤)电池,就需要一种非常精确的电荷(充电)控制技术。通过电池管理系统有效地监控、优化电池的状态,可避免充放电过程中超过安全临界值,使电池的性能得到充分发挥并延长电池的寿命。
小贴士:电动汽车充电方式
对于电动汽车来说,不同的运行模式对电池的充电时间有不同的要求。而充电时间的不同,则需要不同的充电方式来满足,并且不同电池都有其最佳的充电电压、电流和充电时间。
按照充电时间来划分,可分为普通充电(常规充电)、快速充电和机械充电(电池组快速更换)3种。按照连接方式和能量转换的方式不同,可以分为传导式充电和非接触式充电;按照充电地点实际使用情况来分可分为两大类:一种是采用公用充电站来充电;另一种则是通过家用充电设施进行私家车的充电。通常一般将低功率充电称为交流充电,大功率充电称为直流充电。
(1)常规充电模式
充电机对电池采用常规模式充电时,一般需要8~12h。常规充电主要在晚间进行,晚上用电处于波谷,价格便宜,有效地避开了用电高峰期。电动汽车在白天运营完毕后,晚间在充电站内整车充电。这样,既节省了充电成本,又不影响白天的运营。
常规充电,即晚间充电一般能满足电动汽车运行的要求,但是如果白天运行时间过长,就要对电动汽车进行补充充电,属于常规充电的辅助手段。补充充电采用直插直充的快速充电方式,由于二次电池的无记忆特性,对电池的寿命无明显影响,也不会影响电动汽车正常运行。(www.daowen.com)
(2)快速充电模式
电动汽车的弱点之一就在于一次充电的持续行驶距离较短。充电时间短还有望成为电动汽车普及的重要武器。
快速充电能在20~30min内使电动汽车的电池充电达到或接近完全充电状态。电动汽车的快速充电器可设置在住宅公寓、公司的停车场、公共设施及购物中心等多种场所,可满足广泛的需求。
快速充电模式可以快速补充电动汽车电池的电能。但根据电动汽车电池种类及工作原理的不同,其采用的充电模式也不同。对个别种类的电池,采用快速充电模式对电池进行补充电将会影响电池的寿命。同时,当电动汽车群采用快速充电模式对电池进行充电时,将会对供电网络及系统的稳定产生影响。
(3)更换电池充电模式(机械充电)
更换电池充电模式是将电池从电动汽车上卸下,然后安装上已充满电的电池,车辆可随即离开继续运营。在充电站对卸下已放完电的电池通过充电架平台与充电机进行连接,并与单箱或整组的电池管理单元通信,自动完成电池的充电过程。
更换电池充电模式更换电池组时间很短,解决了充电时间长、续驶里程短等难题。但若要采取更换电池充电模式进行运营,则必须对电池组进行标准化设计,以加强其各电动汽车电池组的互换性。同时对换电站的布局、电池的流通管理等都提出了较高要求。
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