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单电池的平衡(Cell Balancing)
电池组里有许多单电池,有串联的也有并联的。一辆电动车的续航距离直接取决于这其中表现最差的那个单电池,因此保持各个单电池中的电压和剩余的电量也至关重要。
电池组中有一个叫做VITM (voltage current temperature module)的装置,实时测量每一个单电池的电压电流和温度,保证并且通过一系列电阻和晶体管来调节对于一个单电池的使用量,同时给温度管理系统传达指令,调节冷却剂的流量和温度,给电池降温和升温。
功率电子装置(Power Electronics)
严格意义上讲,功率电子装置不属于电池组的一部分,不过有些电池组的生产商将其也归类于电池组。
功率电子装置包括充电器(ging module),再生制动(regenerative braking)中所用到的逆变器(inverter),以及辅助车厢内部能源使用的APM(accessory power module)。
充电器就是讲电网中的交流电转换成可以直接给电池使用的直流电。但是随着技术的革新,世面上也渐渐出现更多的直流充电站,直接将交流电到直流电的逆变在充电站内完成,减少了电池组内部这一成分的必要性。
然而,在再生制动中,来自于发电机的交流电仍然需要转成可以供电池使用的直流电,在汽车的行进中,来自电池的直流电也必须转成可以供电机使用的交流电,这其中就又会用到一个逆变器。
APM则是将大电池组的功率降低给一般的12V电池,供汽车内部的照明、收音机和CD播放器、仪表盘、空调等电力使用。由于是电池与电池中间的转换,则需要转换器,而非逆变器。
直流电的变压没有交流电的变压那么容易,交流电变压只需要一个变压器就可以,而直流电的电压转换则需要一个逆变器将高压直流电转换成高压交流电,一个变压器将高压交流电降低成低压交流电,和一个逆变器将低压交流电转换成高压直流电。
这个过程比较繁琐,所以工业上也会用到降压变换器(buck converter)或升压变换器,其构造为一个晶体管或者二极管,感应器,和电容器。
总结
电动汽车的未来取决于汽车电池的革新。新一代的电池需要更长的寿命,更高的能量密度,增加电动汽车的续航距离和持久的性能。单电池离不开电池组,就像心脏离不开身体,里面每一个器官都起到支撑和辅助作用。
我们花了很长一段时间将铅酸电池抛之脑后,开始使用镍电池,又花了很长一段时间才开始普及锂电池。锂电池的化学种类繁多,用途也很广。
在我们等待下一个新的电化学技术的到来之前,电池组内部的革新以及不断改进,将会决定短期内电动车的走势,使得电动车在不同环境的挑战下依然耐用持久。
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