純電動汽車和插電混合汽車中,部分廠家聲稱的 電池均衡 到底是什麼鬼?

時間 2021-05-06 11:13:12

1樓:李力

電池均衡技術是真是存在的。

鋰離子蓄電池能量密度高,迴圈使用壽命長,很多車企都選擇使用鋰離子蓄電池作為新能源汽車的動力電池。

簡單說說電池均衡技術

鋰電池系統中是包含多個電池單體,電池包中的電池單體在充電放電的過程中受到的電壓之間有變化。

充放電過程中,電池包末端的電池單體電壓變化明顯增大,電池包中電池單體之間的電壓差相應地會增大,增大的電壓差會損傷電池單體的容量和儲備能量。

長時間的充放電過程中,電池單體會緩慢受損,這也是為什麼蓄電池使用過一段時間以後電池容量會變小,進而導致車輛續航里程降低。

電池均衡技術就是對電池包中的電池單體進行動態的實時均衡管理,通過均衡策略減少電池包充放電過程中電池單體之間的電壓差。以減少對電池單體的損害,延長電池的使用壽命。

形象一點的比喻就是電池包類似於乙個由多個小水池子組成的能量池。

多個小水池子之間使用水池底部的管道聯通。充水的過程是先充滿頭部的小水池,然後頭部的小水池在通過管道充滿相連的小水池,直到所有水池都充滿。放水的過程也同樣。

在這個過程中,頭部的小水池一直在承受巨大的水壓,時間長了,小水池就會壞掉,進而導致整個能量池壞掉。

電池均衡技術就是保證在充放水的過程中,水壓別集中在個別水池上,延長整個能量池的壽命。

2樓:四方樵

其實不難理解,大家都知道平時生活中新舊電池不能一起用,兩者之間雖然實質有差異,但是道理差不多,舊電池成為串聯電路上的短板和負擔,影響新電池的使用時間,還可能造成舊電池過度放電。不過電動汽車上還有充電,充電會因為電池單元差異出現充電快慢不一致,導致快的會過充,因而影響電池壽命、安全和續航里程。

成千上萬的電池單元,因為每個單元之間的製造差異,工作環境差異,接觸到溫濕度差異,都會導致這樣類似的木桶短板效應。

那麼電池均衡的意義就在於,利用電力電子技術,使得電池單元之間電壓偏差保持在預期範圍內,從而保證電池單元在正常使用時保持相同狀態,以避免過度充電和過度放電的情況。

特斯拉 4680電池

電池均衡一般分為被動均衡、主動均衡。

被動均衡:每個電池單元通過主動放電的方式,將過多的電量通過電阻轉化了熱量,消耗掉。

主動均衡:通過電子電力的開關和轉換器,將電量從高電量單元轉移到相鄰的或者更遠的低電量單元上。

From 佐思產研

不可否認電池均衡對於電池的壽命、安全和續航都是必要的。大廠商在解決了製造技術差異和品質控制問題後,加上更好的電池管理技術的應用,這樣的差異會越來越少,被動均衡簡單便宜但是能效低,主動均衡能效高但耗時成本高。特斯拉採取的是被動均衡的方式。

另外有意思的是,燃油車要去保養發動機,那麼電動車是不是應該保養電池呢?

3樓:華中公升學資訊平台

電池為什麼要均衡

在電池單體(cell)製造過程中,製造工業不能保證每個電池100%完全一樣,就和樹上的樹葉一樣,同一棵上沒有完全相同的兩片樹葉。

就算我們假設兩個電池單體完全一樣,兩個電池單體在電池包(pack)中所處的環境也不是完全一樣,有可能cell 1和cel 60周圍的溫度差經常比較大,這兩個電池在以後的多次迴圈充放電過程中也會慢慢的不一樣

因為出廠的時候電池單體就不一樣,在以後充放電過程中這個差異會一直存在。

而且由於所處的環境不一樣,這個差異會越來越大。

· 表現出來的形式就是:

充放電速率不一樣

這個時候就需要我們均衡了。

· 以18650的電池為例:

剛出廠的時候,cell #1 & cell # 9兩個電池的容量基本上是一樣的,由於出廠時cell本身的細微差異,加上後天所處環境的不同,兩個單體的差異會越來越大

長時間充放電以後,兩個cell的容量都會減少,乙個可能減少得多一些,乙個可能減少的少一些。

電池的木桶原理(放電過程)

· 假設電池使用一段時間後,各個cell的SOC:

MAX_SOC = 90%, MIN_SOC = 40%,這個時候電池包PACK的SOC是由最小的SOC來決定的,也就是PACK_SOC = 40%,如果不是這個最小值,那其他演算法就是耍流氓。

· 然後我們接著讓電池放電,過一段時間後,各個cell的SOC如下:

這個時候我們就不能再繼續放電了,再放電對SOC最小的那個cell損傷很大,但是在這個時候,pack中cell最大的SOC有70%

這個時候pack不能再繼續放電了,但是實際上pack還有相當多的剩餘電量主動均衡就可以將電量最多的cell的電量轉移到電量最少的cell

cell的木桶原理(充電過程)

· 充電過程如下圖所示:

cell #1已經充滿了,但是cell #5可能充到一半都沒有。

這個時候我們還是不能繼續充電,如果繼續充電,對cell#1的損傷很大,這個時候就需要被動均衡了,充電過程中的被動均衡。

充電過程中的被動均衡是和花時間的,我們首先將SOC =100%的cell自放電到SOC等於第二大的cell一樣

然後再將電量充到100%。

然後依次迴圈,直到原來最小的cell的SOC為100%,如果cell單體非常多,這個時間很漫長。

再來說說市場上那些快充原理,多半是沒有進行這個均衡過程的。

4樓:皆電

首先電池單體在生產的過程中就不可能做到100%的一致,再加上在使用的過程中所處的環境不一樣(例如溫差),所以它們在經過多次迴圈充放電之後,其容量會有所差異,為了保障電池單體的壽命,均衡技術就要介入了。

至於均衡的原理是怎樣,我們不妨從放電過程開始說起。

正如上面說到,多次迴圈之後,電芯單體在容量方面會有所差異,我們假設在放電過程中,電池包裡面電芯,電量最多的電芯A有50%的電量,電量最少的電芯B有40%電量,這個時候電池包的SOC是由最小電量的電芯決定的(也就是40%那個電芯),電池包繼續放電,電芯B會最先觸及停止放電的SOC閾值,這時候電池包必須停止放電,不然就會導致電芯B損壞。

但特麼電芯A明明還有很多電啊!這時候均衡技術就可以介入了,該技術把電芯A的電量轉移到電芯B那裡,讓電芯B不會那麼快觸及停止放電的SOC閾值。如此類推,最高電量的電芯給最低電量的電芯「充電」(第一次可能是A充B,第二次有可能是C充D,第三次就…),電池包裡電芯的電量就能不斷被均衡,從而讓整個電池包能放出更多電量,整車續航也能更長。

至於充電過程的均衡和放電過程相似,例如電芯A最先到達100%,均衡技術就會介入讓電芯A自放電到電芯B的電量(此時電芯B是電量第二多的電芯),繼續充電,電芯A和電芯B會同時到達100%,均衡再介入,讓電芯A電芯B自放電到電芯C的電量(此時電芯A=電芯B,電芯C是電量第二多的電芯),周而復始,均衡技術不斷介入,讓每個電芯能充滿。

這就是放電以及充電過程的均衡技術了。

5樓:電池民工

關於為什麼要均衡和均衡原理,之前的答主都已經回答很好了。

但理論是理論,落地是落地。在實際應用中,均衡往往是乙個雞肋,起不了實際作用。或者說是乙個高風險模組,特別容易燒損,連累電芯受損。

目前很多的均衡設計都還是被動均衡,只能在充電末期毫安級電流的放電均衡,想想就知道這是忽悠外行用的。即使是所謂主動均衡,電流也很小,相比於電池包的容量而言,無實質意義。

當然,均衡可以降低電芯之間不均衡的狀態,或者說減緩不均衡狀態的劣化,還是可以有一點點的作用的,嗯,一點點的作用。

6樓:亞德諾半導體

大家都知道,理想情況下,電池組中的每個電池對系統的貢獻相同。但是,當談到電池時,所有電池並不都是同等的。即使電池的化學成分、物理尺寸和形狀都相同,其總容量、內阻、自放電速率等也可能不同。

此外,其老化速率可能不同,這又會在電池壽命方程式中增加乙個變數。

再直白一些地解釋,就是電池組的效能受電池組中容量最低的電池單元限制,一旦最弱的電池單元耗盡,整個電池組便完全耗盡。電池組中每個電池單元的健康狀況根據其充電狀態 (SoC) 測量結果 (即測量剩餘電量與電池容量的比率)來確定。SoC 利用電池測量 (如電壓、積分充電和放電電流、溫度等)來確定電池中剩餘的電量。

因此,對電池組而言,存在被動和主動電芯均衡一說,兩者有不同的優勢。先說說被動均衡。

最初,電池組的電芯可能匹配得相當好。但隨著時間推移,電芯匹配度會因充電/放電迴圈、高溫和一般老化而降低。弱電芯的充放電速度將快於強 (或較高容量)電池單元,因此前者成為系統執行時間的限制因素。

被動均衡會讓電池組每個電芯的容量看起來與最弱電芯相同。它在充電週期中使用相對較低的電流,從高 SoC 電池消耗少量能量,使得所有電池單元充電至其最大 SoC。這是通過與每個電芯併聯的開關和洩放電阻來實現的。

被動均衡使得所有電池具有相同的SoC,但它並未改善電池供電系統的執行時間,而是提供了一種成本相當低的電池均衡方法,但由於放電電阻的存在,該過程中會浪費能量。

對於希望系統執行時間最大化和充電效率更高的使用者來說,主動均衡是最佳選擇。在充電和放電期間,主動電池均衡不會浪費能量,而是將能量重新分配給電池組中的其他電池單元。放電時,較強的電池單元會給較弱的電池單元補充能量,從而延長電池單元達到其完全耗盡狀態的時間。

7樓:雪狐

主動、被動均衡主要是看電池的容量,30A一下,沒有倍率放電,被動均衡就很好了。主動均衡主要是用於30A~200A即以上的大功率系統,而大功率系統據需要大功率的均衡,hoho,我們就搞這個

8樓:SUM

電池組會產生木桶效應,使用過程中會產生個別的電池電量不一樣,會影響使用的效率,所以電池組一般都會有乙個均衡模組或均衡電路,主動或被動的調節每節電池的電量使其幾乎一致。

9樓:萌萌噠小毛驢

汽車電池包是由很多小電池組成。。。。所謂的電池均衡是讓這些小電池的充放電一致,剩餘電量一致,這樣整個電池包才可以在最高效率,如果電池包中某個電池過放或者剩餘電量變低那麼整個電池包內阻會變大,電池包效率會下降,汽車里程會變短!

10樓:

小工程師看到滾來怒答一記☆*:.. o(≧▽≦)o ..:*☆1、均衡主要確保電池單體一致性,延長續駛里程和電池壽命。

2、電池均衡一般是BMS功能模組之一,然後根據電池系統當前狀態自動啟動的。這個是主動均衡,我也就只知道這個囧。。。一般是充電末期均衡和放電中下端均衡,BMS計算一下電池充滿電所需的時間,充滿後自動進入均衡模式。

3、這個呢,均衡模式,就是BMS判斷需要均衡的單體,就是跟大傢伙不一樣的那乙隻,然後以某個特定電流值進行均衡,比如1A,醬紫。

以上。本小工程師最近要跳巢,有大神看到跪求拉走(°_°)

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