熟悉汽車的朋友對ESP(車身電子穩定系統)、ABS(防抱死制動系統)、TCS(牽引力控制系統)等車載系統不會感到陌生,它們共同構成了一道汽車安全的防護網,比如像ABS這一類的安全系統已經成為汽車出廠時國家強制搭載的“標配”。
然而,在電動車上還有一個非常重要的系統,它就是BMS(電池管理系統),BMS對於電動車的重要性絲毫不亞於前者。那麼,什麼是BMS?比亞迪的BMS又有哪些主要功能呢?今天,我們就來了解有關BMS的常識。
一、BMS是什麼?
BMS,英文全稱是Battery Management System,指的就是電動車的電池管理系統。BMS可以説是電動汽車的“電池管家”,它能夠實時監管電池狀態、管理車載動力電池、增強電池使用效率、防止電池出現過充過放以及提高電池的使用壽命。
比亞迪的BMS是一個很龐大的軟硬件集合體,它包括傳感器、中央處理器、執行機構等。BMS通過遍佈電池包的傳感器獲取電芯的狀態信息,並將這些狀態信息傳遞給中央處理器,由處理器進行處理,並將反饋信息經過執行機構進行處理執行,調節電池的狀態使其處在適宜的工作環境和安全環境當中,滿足車輛的動力需求。
二、BMS的功能有哪些?
前面講過,BMS的核心功能是採集動力電池系統的電壓、温度、電流、電阻等數據,然後分析數據狀態和電池使用環境,對電池系統充放電過程進行監測和控制。按照功能區分,我們可以把BMS的主要功能劃分為電池狀態分析、電池安全保護、電池能量管理、通信和故障診斷等等。
1.電池狀態分析
電池狀態分析最常見的一種就是動力電池系統荷電狀態(SOC)估算,SOC 其實指的就是電池剩餘電量和電池容量的百分比。
SOC=(電池剩餘電量/電池容量)X100%
SOC估算是BMS的核心功能,同時也是評估電動車續航里程的主要參數。BMS通過遍佈整個電池包的傳感器檢測電池參數(電壓、電流和温度等)信息,比亞迪使用的電壓傳感器精度非常高,1mv的變化都可以被識別出來,由於探測的信息準確外加優秀的算法處理,電池的剩餘電量就可以被非常準確的計算出來。
在日常用車過程中,DM車型車主可以通過中控屏自主設置SOC,SOC目標值可以理解成車輛電量平衡的目標值。當車輛電量高於設置值時,系統動力分配會優先用電,降低電耗;當車輛電量低於設置值時,車輛行駛時會有一部分動力用於發電使電量上升,以保證用電需要。
2.電池安全保護
温度過高或者過低都會影響電芯的活性,甚至會造成不可逆的物理損傷,最終影響電芯壽命。比亞迪BMS能夠為電池營造良好的運行環境。比如在寒冷的地區,電池充電效率降低,這個時候比亞迪BMS會調用加熱系統來讓電芯升温使其達到舒適的充電環境;如果在夏季或者是電池發熱的情況下,BMS會調用冷卻系統為電芯降温,利用智能温控系統大提高電芯的使用壽命。
比亞迪採用U形鋁管(大橫截面積薄壁寬鋁管)對電池模組進行温度調節,充分發揮鋁管熱傳遞能力強的優點。此外,為了增大與電池模組的接觸面積,比亞迪儘量將鋁管做的更寬,通過減小鋁管的彎折半徑,可以增大鋁管的排布的縱向密度。模組側壁上迂迴曲折的鋁管路徑越長,越能最大限度增大鋁管與電池模組的接觸面積,為電池帶來更強大的温控能力。事實上,大橫截面積薄壁寬鋁管的小半徑、大角度彎折非常考驗工藝水平,而比亞迪就展示出了高超的技藝。
3.電池能量管理
充電時,BMS 會把電池系統允許充電的單體最高電壓、最高總電壓、最高温度、當前允許充電的最大電流、SOC 以及當前電池電壓等信息與充電設備進行交互,從而使電池系統按照適配的充電電壓、充電電流和充電方法進行充電。當電池電量處於高位後,BMS會限制充電,進入到“涓流模式”(使電芯真正飽和、延長使用壽命),直到充電過程結束最後斷開連接。
此外,BMS還會起到“均衡管理”的作用,減小電池單體之間的電壓差,從而保證電芯充電的一致性。這是因為電芯由於先天因素或者工作温度不一致,導致電芯的電壓各有不同,所以在充電的過程中電芯裏的電容量會出現不一致的情況,比如有的電芯已經充滿電了,有的卻還沒有充滿。比亞迪BMS系統可以起到調節作用,使電芯充電幾乎可以同時完成,比如通過旁路電阻給電壓較高的電芯放電,使其達到和其他電芯相同的電壓,最終達到整體均衡。
4.通信和故障判斷
BMS把電池系統的電壓、温度、電流、 SOC等數據通過 CAN 通信傳遞,最終我們在儀表上才能很直觀的看到續航里程、電池電量等信息。不僅如此,BMS還能對故障信息進行分析,通過相關策略對電池系統進行保護和控制,同時讓故障燈點亮以便提醒車主。
除了通信功能外,BMS還能起到故障診斷的功能。BMS會根據電芯參數和電池系統功能制定相應的故障閾值表,BMS 通過故障閾值表對電池系統進行保護並上報故障類型,方便後期的故障排查以及檢修維護。
總而言之,BMS在保證電芯安全和整車安全中發揮出了巨大的作用,其重要性不言而喻!有關BMS的這些常識,現在你都知道了嗎?