探討：電池管理存在的諸多問題

    目前大力發(fā)展的新能源汽車主要分為三類：混合動(dòng)力汽車（Hybrid Electric Vehicle,HEV）、燃料電池汽車（Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV）和純電動(dòng)汽車（Electric Vehicle, EV）。這三種類型的電動(dòng)汽車以其自身不同的構(gòu)造和工作原理，形成各自不同的特點(diǎn)，同時(shí)也處于不同的發(fā)展階段。純電動(dòng)汽車以車載動(dòng)力蓄電池組（如鋰離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池和鎳鎘電池等）作為其唯一的能量來源，并搭載大功率電機(jī)以驅(qū)動(dòng)汽車行駛，因此，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車最大不同之處也就是純電動(dòng)汽車獨(dú)有的電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)。純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)車相比，噪音低、無污染、零排放，底盤結(jié)構(gòu)更簡單；和燃料電池汽車相比，各方面技術(shù)相對更成熟，具有更高的可靠性和安全性。因此，純電動(dòng)汽車目前已經(jīng)受到世界各國政府和車企的高度重視，不少企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)并在某些地區(qū)開始示范運(yùn)營。

    在純電動(dòng)汽車中，動(dòng)力電池組作為核心部件之一，在整車制造成本中占有極高的比重，其性能的優(yōu)劣也直接影響著整車的駕駛性能與安全。早期的純電動(dòng)汽車所使用的動(dòng)力電池大多為鉛酸蓄電池，這種電池由于能量密度小，續(xù)航里程短，使用壽命也比較短，所以逐漸被優(yōu)勢突出的鋰離子電池等產(chǎn)品取代。鋰離子電池憑借其充放電效率高、能量密度大和續(xù)航能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已受到了國內(nèi)外眾多電動(dòng)汽車廠商的關(guān)注及使用。

    盡管鋰電池比其他種類的電池有更多的優(yōu)點(diǎn)，但同樣會(huì)受到電芯材料和目前制作工藝等因素的限制，導(dǎo)致單節(jié)鋰電池之間往往存在者內(nèi)阻、容量、電壓等差異，所以在實(shí)際應(yīng)用中，電池組內(nèi)部各單體電池容易出現(xiàn)散熱不均或過度充放電等現(xiàn)象 。 時(shí)間一長，這些處于不良工作狀態(tài)下的電池就很可能提前損壞，電池組的整體壽命也就大大縮短。不僅如此，電池處于嚴(yán)重過充電狀態(tài)下還存在爆炸的危險(xiǎn)，造成電池組損壞的同時(shí)還對使用者的人生安全造成威脅。因此，必須為電動(dòng)汽車上的動(dòng)力電池組配備一套具有針對性的電池管理系統(tǒng)（Battery Management System, BMS），從而對電池組進(jìn)行有效的監(jiān)控、保護(hù)、能量均衡和故障警報(bào)，進(jìn)而提高整個(gè)動(dòng)力電池組的工作效率和使用壽命。

    電池管理系統(tǒng)作為純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組的監(jiān)控管理中心，必須對電池組的溫度、電壓和充放電電流等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測，必要時(shí)能主動(dòng)采取緊急措施保護(hù)各單體電池，防止電池組出現(xiàn)過充、過放、溫度過高以及短路等危險(xiǎn)。此外，該系統(tǒng)還必須在電池組的整個(gè)使用周期內(nèi)對電池的SOC進(jìn)行準(zhǔn)確估算，并以合適的方式將剩余電量、續(xù)駛里程和故障異常等關(guān)鍵信息及時(shí)反饋給駕駛員，同時(shí)以一種合適的方式完成系統(tǒng)與整車ECU或上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換功能。

    但是，這些都是BMS在最佳設(shè)計(jì)和理想情況下才能實(shí)現(xiàn)的功能和表現(xiàn)出來的性能，就目前從各類與動(dòng)力電池相關(guān)的電動(dòng)汽車事故或?qū)嶋H應(yīng)用到汽車上的相關(guān)BMS產(chǎn)品的整體性能表現(xiàn)可知，目前被廣泛應(yīng)用的電池管理系統(tǒng)功能還不夠完善，技術(shù)不夠成熟，使用范圍局限，通用性不強(qiáng)。具體可總結(jié)為以下五個(gè)方面：

    ①電池管理系統(tǒng)在長期使用情況下對動(dòng)力電池組相關(guān)參數(shù)的采集精度不夠準(zhǔn)確。

    ②電池管理系統(tǒng)還不能完全實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池組在整個(gè)生命周期內(nèi)的SOC值的精確估算。

    ③關(guān)于電池組內(nèi)部各單體電池間的能量均衡的控制效果還需進(jìn)一步提升。

    ④電池管理系統(tǒng)對自身和電池組的故障自診斷和自維護(hù)功能還不夠完善。

    ⑤目前出現(xiàn)的電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品一般都具有針對性，使用范圍局限，移植性和通用性還不夠強(qiáng)。<