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随着动力电池能量密度的提升,电芯尺寸普遍增大

简介: 随着动力电池能量密度的提升,电芯尺寸普遍增大,在这种情况下,我们需要做的就是让整个系统能够匹配高比特密度的 电池 ,来保障高效、高安全性的使用。

导 师 | 华霆(合肥)动力技术有限公司董事长 周鹏撰 文 | 轩大内容中心前 言电池 系统不是简单的单体 电池与 BMS的组合, 从乘用车角度来说, 电池 系统包括两个重要指标,比特密度和系统成本。

随着动力电池能量密度的提升,电芯尺寸普遍增大,在这种情况下,我们需要做的就是让整个系统能够匹配高比特密度的 电池 ,来保障高效、高安全性的使用。

蜂窝电池的电芯之间注满导热胶,从而做到电池单体之间电隔离和热隔离, 假如有一颗电芯失效,它不会波及到周边,因此不会引起连锁反应。

除减重外,作为新能源汽车的核心部件,电池系统还有5个关键指标:安全、密度、电倍率、寿命,以及成本。

电池系统的最小单元是电芯,分为圆柱、方形和软包。

电池系统是电化学,在充电过程中会产生热量,热管理系统就显得尤其关键。

首先是带走电池系统在运行过程中产生的热量带走;另外要让电池系统适应不同的冷、热极端环境。

了解完电池系统的散热原理后,我们来分析电池管理系统——BMS。

BMS要实现的功能实是比较简单的,包括电压、电流,以及各种电气件的状态,也就是各种开关的开闭合状态汇报。

BMS会跟整车的主控制器、远程监控系统做交互,把数据发送到云端,同时在本地进行备份。

BMS的算法核心首先是SOCSOC算法首要的难点便是针对不同的“功能需求”进行额定容量和剩余容量的定义,同时这两个参数一旦从不同的性质维度、温度维度、电池生命周期维度去观察,则可能计算出不同的SOC值。

其次是SOP准确的SOP估计结果可以为整车系统的功率分配以及能量控制支持和参考,不仅能够保证车辆的运行性能,同时也保证车辆的燃油经济性。

最后是SOH如何有效的评估电池健康度SOH,不仅是计算SOC、SOP等关键参数的重要依据,同时对评判动力电池系统何时需更换、是否可降级使用,降级之后的利用价值评估等方面都有着重大的参考意义。

因此在动力电池设计阶段就需要根据实际运行工况来评估电池的寿命,使电池系统尽可能的满足全生命周期的应用需求,并且只有结合实际工况的测试实验设计才可能使后续的SOH估算可执行。

由于现在大部分新能源车都有远程数据功能,收集回来的远程数据通过分析和仿真,可以推算出另一套电池的SOH的值,偏差在1%-4%之间。

另外一个是快充算法,工作方式是通过电芯设计和电化学的优化来实现快充功能。

于是引出了电池系统的另一个概念:全生命安全周期,指的是电池从设计到制造、到服务、到梯次利用的整个过程中都要保证电池系统安全。

由于汽车产业链很长,各家电池系统的产品差异化较大,在规模和定制化中间需要做出一些妥协,很多主机厂最终目的是希望电池系统变成标准模组或标准系统,电池的设计和生产就需要一个取舍,并在中找出最优方案。


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