莫讓電池 「大電流/均衡」技術進步,蒙住雙眼

平全文

備註:平工的文章我就不改了,在第二篇文章裡面加一些對標的數據供大家參考

前言

近些年,全球新能源的大發展,電池技術的大發展,也促使了電池管理系統輔助功能的進步。特別是在電池保護、均衡、安全、故障診斷等方面,取得了不小的成就。國內技術也保持著同步高速發展。

其中,在電池串聯應用方面,因無法徹底解決電池一致性問題,很自然的「均衡」功能應運而生。BMS基於電壓的均衡、基於時間的均衡、基於SOC均衡等,從被動均衡再到主動均衡,均衡電流從小到大,似乎變成了解決一致性問題、容量木桶原理「主流」的發展趨勢。尤其在國內,似乎是首當其衝要考慮的因素,必走之路。

均衡不是萬能的,均衡電流不斷放大,不能一攬子解決問題

個人認為,「均衡」始終是一種「被動」「被迫」的功能技術,並不是萬能和無限的。均衡方面,同步帶來很多問題不可小覷,甚至是安全問題(大電流熱量導致PCB 板過早失效、元器件失效造成的短路、均衡策略冗餘設計沒有或不完整導致的安全事故等)。

路在何方?追求電池品質整體提升的良性循環

我們真正的出路,還是要在電池方面做足功課,從根本和源頭改善電池一致性狀態。尤其是在整車廠系統設計之初,就要充分考慮電池品質。「設計之初電池選擇」正確的思路,是關鍵和方向。不能被電池品質現狀扭曲了我們應該做的事情。讓電池上游企業誤認為,有均衡功能存在,還可以大電流均衡,而萬事大吉。是很嚴重的問題。只有讓我們提出正確的需求,去督促電池廠家不斷的改良工藝和創新技術,形成良性循環發展氛圍,這才是王道。

一種責任:把正確需求信息傳遞給電池廠家

本文的目的是一種呼籲,更是一種責任。其實大家都知道國內電池和國外電池的差距,不是個體的差距,而是批量一致性的差距。所以才更需要去引導、去關注、去研究。把眼光從「大技術」「技術路線之爭」,轉變一下,去關注這些細節,避免在後面應用鏈條中,付出更多的代價、成本。舉個正面的例子:「松下的小圓柱電芯,技術爐火純青」,「有笑話稱,如果用兩台機器測松下的電池,出來的曲線不一樣,首先懷疑的應該是你的測試問題」。松下就是這麼牛。這些年,我們更關注電池產能是多少,規模有多大,產值是多少個億,但從產品品質的角度,缺乏工匠精神。

看國外電池均衡功能(個人觀點)---有保護性均衡、SOC 數值穩定等成分

從技術角度,我們看看國外經典車型均衡狀態,不一例外的都是「被動的」「小電流」居多。對方並不是在主動均衡方面做不好,電流同樣也可以做大,但是,他們為什麼不做呢?有人說是電池好,那麼,在「好品質電池」、「可以很好的均衡」,側重選擇的時候,為什麼選擇了第一個呢? 從短期成本角度,我會選擇第二個的。對方同樣也有均衡功能,與其說是在「均衡電池系統」,倒不如說是一種防止過充、過放的「保護」,或者還有別的功能目的。

(注,上述圖例僅為均衡原理示例)

國外典型車型均衡狀態:

(數據僅供參考)

1、從銷量最大leaf 看日產的BMS均衡設計思路:

分析:leaf均衡,如果看作「微調整電池容量」更恰當一些。電流小(限流電阻應是1/8W(感覺比tesla大,<200mA)是主要判斷因素。第一個狀態,車輛上電時開啟均衡功能,容量均衡結合修正策略,SOC是否會更精準呢?另一個狀態,是充電末端的均衡狀態(資料顯示有這個功能),通過拉低電芯最高電壓而均衡。「保護性均衡」味道更濃。鋰離子電池有「捉摸不定」的特點:參數和使用狀態、環境條件關聯性非常強。電極在電流擾動狀態下,電壓是不穩定的。也給SOC估算帶來了麻煩。

2、 Tesla均衡設計

  • Model S

小結:

本文是肯定均衡技術進步的。均衡技術的創新發展,尤其是來自晶元均衡技術的進步,無疑提升了均衡的可靠性和安全性。作為對一致性彌補功能,是值得肯定的。但是,從電池本徵特性來講,是無法通過均衡而改變的。所以,從系統集成角度,電池品質的提升,優良電池的選擇,才是我們的根本方向。莫讓「漂亮的均衡」,帶走了我們的眼神,蒙住我們的雙眼。


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