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电池箱为了可靠性和安全性,一般采取模块化的设计,即由小的电池包组成大的电池箱。每一个小的电池包内部有一个电磁开关,如果该电池包内有小电池异常,这个电磁开关就由电池管理系统的控制电路打开。这样这个有问题的电池包就被切断于整个系统之外。
另外锂电池充电放电的特性和温度非常相关,所以在机械设计中也要充分考虑如何有效的平衡电池间的温度。
电池管理系统(bms)主要的功能有两个,一个是上述所说的通过采集各个小电池的电压,电流,温度等信息来决定开启保护电路,第二个就是平衡小电池之间的电量。
为了避免单个锂电池过度充电和放电,电池管理系统需要用一些电路来平衡电池之间的能量。最常见的有主动和被动平衡两种平衡方式。被动平衡就是在小电池电压过高的时候,通过放电电阻慢慢消耗多余的能量来平衡。主动就是在电池组上加上小的直流转换器,让能量在电池之间流动而不是简单的在电阻上消耗。
虽然主动平衡听上去比被动平衡要好很多,但是在现实的工程生产中,最佳的设计不一定是符合最佳理论设想的设计。被动平衡虽然确实会浪费一些能量,但是考虑到锂电池生产一致性非常高,充电放电过程中小电池的电压也不会相差太多,所以在放电电阻上的能量损耗也不会太高。
被动平衡系统的硬件和软件都比主动平衡系统简单可靠很多,在成本上也少很多。所以现在被动平衡还是工业界的主流。
电池管理系统在采集了所有电池的电压、温度、电流之后,一般会进行一些统计计算。比如说通过算方差来评估小电池数据的一致性。电池上的每一个传感器都有自己的“地址”,这样电池管理系统可以知道哪一个电池电压过低过高,温度过高,电流过高等来判断开启哪里的安全电路。
(常见电动车电池箱架构)
直流转换器的作用,就是将主电池箱比较高的400V的直流电转到24V或者12V来给车内其他电路供电。比如说娱乐系统、其他的电子控制单元等等。这里就不做详细介绍了。
以上是电动车的一些关键部分的介绍。
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