新能源车电池管理，你真的懂吗？

新能源车电池管理，你真的懂吗？

随着新能源汽车的普及，电池管理系统（BMS）作为其核心组件之一，发挥着至关重要的作用。BMS不仅监测和管理电池的工作状态，确保电池高效运作，还通过均衡管理和热管理等功能，提高车辆整体性能和安全性。了解电池管理系统的运作原理，不仅能让你更好地保养爱车，还能提升驾驶体验。

电池管理系统（BMS）是电动汽车极其重要的电子部件，它可以控制和监控电池包电压、温度和充放电状态，这些都是电动汽车电池安全运行的关键参数，从而确保电动汽车的性能和安全性。在非正常情况下，锂离子电池可能会因过度充电/过度放电、热失控、老化和磨损等各种原因而失效，甚至导致火灾。这就需要有电池管理系统（BMS），以确保电动车电池时刻处于最佳安全模式。

电池管理系统有两种类型：集中式 BMS 和分布式 BMS。集中式BMS架构在电池组组件中有一个中央 BMS，所有电池组直接连接到中央 BMS。集中式BMS的结构更紧凑，而且由于只有一个 BMS，因此往往最经济。不过，集中式 BMS 也有缺点。由于所有电池都直接连接到 BMS，因此 BMS 需要大量端口来连接所有电池组。这就意味着大型电池组需要大量电缆、连接器等，从而使故障排除和维护工作变得复杂。此外，输入端很容易混淆和连接错误，连接处也可能松动，从而增加了故障的可能性。另一个缺点是系统结构缺乏可扩展性和灵活性。此外，主控制器是核心，一旦主控制器发生故障，整个系统的运行就会受到威胁。这是一个很大的缺点。

分布式 BMS 将所有电子硬件集成在一块控制板上，控制板直接安装在被监控的电池或模块上。这样一来，相邻 BMS 模块之间的布线就只剩下几条传感器线和通信线。因此，每个 BMS 都更加独立，可根据需要进行计算和通信。分布式 BMS 可同时提供高可靠性和稳健性，以及具有成本效益的开发流程，从而大幅降低最终电池组的成本。与集中式和模块化拓扑结构相比，分布式 BMS 的优势在于可扩展性和灵活性。没有规定输入的最大数量，即使在安装后也可以添加或移除电池单元。不需要对模块的硬件或软件进行任何更改。此外，还避免了集中式方法的单点故障。每个电池单元的本地控制还能提高安全性。另一个优点是测量精度高。此外，较短的连接线可实现更精确的电压测量和更好的抗干扰能力。模块化分布式结构便于维护或更换故障部件。

1. 充电技巧：

   • 避免过度充电：过度充电可能会损坏电池。一般来说，电池的最佳充电状态保持在20%-80%之间。
   • 合理安排充电时间：尽量在电池温度较低的时候进行充电，可以提高充电效率和减少充电损耗。
   • 避免过度快充：过度快充会导致电池温度升高，对电池寿命造成损害，建议尽量避免过度快充。
   • 定期检查电池状态：定期检查电池的健康状态，包括电池容量、充电效率和电池温度等，及时发现问题并解决。

2. 使用环境：

   • 注意温度：在温度适宜的地方充电，避免在高温或低温环境下充电，这可能会影响电池性能。
   • 避免急加速和急刹车：这有助于减少电池的损耗，延长电池寿命。

3. 定期检查：

   • 按照车辆制造商的建议，定期检查电池的状态和连接，确保其正常工作。

1. 电池类型：

   • 三元锂电池：能量密度高，可达 250 Wh/Kg左右，但寿命较短，估计只能保证 1000-2000 次完整的充电循环（0 到 100% ）。
   • 磷酸铁锂电池：能量密度较低，仅为 200Wh/kg，但生命周期更长，能够进行 3000 次以上的完全充电循环。

2. 充放电习惯：

   • 浅充浅放：尽量不要将电池完全放空再充电，也不要每次都将电池充满。浅充浅放有助于延长电池寿命。
   • 避免频繁充放电：频繁的充放电会加速电池的老化，尽量避免频繁的充放电操作。

3. 温度管理：

   • 高温环境：当温度超过一定范围，温度过高则会加快电池内部副反应的进行，这些副反应消耗锂离子、溶剂以及电解液等，导致电池性能衰减。
   • 低温环境：下图是锂离子电池充放电的原理图，结合原理图可以更容易理解电池为什么在低温下会衰减很快。当电动车外部负载需要用电的时候，锂离子在电池从负极穿越隔膜游到正极，电池的放电过程就是这样的，锂离子从负极游到正极，当大部分可游离的锂离子都跑到了正极，电池就放电结束，没电了，电池就没电了。充电的时候正好相反，加反向的电压，使锂离子从正极脱离，穿过隔膜，重新回到负极。当需要快速充电的时候，就需要在短时间内让大量的锂离子回到负极石墨那里去，石墨的表面积有限，一下子根本不可能接收那么多的锂离子。这个时候势必会造成锂离子拥挤，锂离子你挤我，我挤你，拥挤的太多了，就有部分锂离子挤丢了，不能回到负极了，这个走丢率跟温度以及充电的快慢密切相关。走丢的锂离子在以后都不参与电池的充放电了。走丢的锂离子，它们还在电池的负极附近，只不过从锂离子变成了锂金属，变成了银白色的金属锂单质附着在负极表面了，这个现象在行业内叫作"析锂"。如果继续在低温下充电或者使用大电流充电，锂金属就会开始结晶，从一个小褶皱变成一个小凸起，从一个小凸起变成一个大疙瘩，从一个大疙瘩生出一个树杈一样的分支出去。低温快充会加速析锂现象由于这些本该参与充放电的锂离子在负极变成了不参与充放电的锂金属，于是宏观表现上就是电池容量下降，电动车续航下降。

1. 过分追求高续航：

   • 很多人认为电池容量越大越好，这个观点其实值得商榷。从技术角度看，电池的性能不仅取决于容量，更要看：电芯类型与寿命、热管理水平、BMS管理策略、快充特性。举个例子：某些号称"超长续航"的车型，通过堆砌电池容量实现，但散热系统跟不上，导致持续高速行驶时大幅限功率，让所谓的续航优势形同虚设。

2. 忽视电池维护：

   • 电池需要定期维护和检查，以确保其正常工作。定期检查电池的状态和连接，确保其正常工作。按照车辆制造商的建议，定期检查电池的状态和连接，确保其正常工作。

3. 盲目信任快充：

   • 很多车型虽然支持超级快充，但只能在极短时间维持最大功率，整体充电时间反而不理想。建议关注10%-80%的平均充电功率，这才是实际使用体验的关键。

通过以上分析，我们可以看到，新能源汽车电池的管理是一个系统工程，涉及到硬件设计、软件控制以及用户的使用习惯等多个方面。只有全面了解这些知识，才能真正发挥出新能源汽车的性能，延长电池寿命，降低使用成本。