鎳氫電池是影響電池管理系統(tǒng)的主要原因嗎？

在保證電池系統(tǒng)安全的設(shè)計過程中，除了電池單體特性、電池模組設(shè)計、電池包的結(jié)構(gòu)和排氣設(shè)計以外，就要數(shù)電池管理系統(tǒng)最有主控性。由于電池組由多個電池串聯(lián)而成，其有效使用性能基于最薄弱的單個電池。電池的電量存在差異是由于制造過程中的化學失衡，在電池組中的位置（熱量變化）以及使用或壽命相關(guān)的改變。

電池電壓之間的差異指示系統(tǒng)層面電池的失衡。造成這種差異的原因至今仍在研究之中。充分了解這一點是非常重要的，因為它影響著電池組在電力輸出方面的持續(xù)時間，以及每個單體電池的可用壽命和電池組的使用壽命。

從鎳氫電池開始，電池由于其本身的特性，需要電池管理系統(tǒng)來管理，它也是新能源汽車整體架構(gòu)中的要素之一。從總體來看，電池管理系統(tǒng)的主要目的是測量電池狀態(tài)、延長電池的使用壽命。電池管理系統(tǒng)的常見功能模塊根據(jù)初步劃分，也可以分為測量功能、狀態(tài)計算功能、系統(tǒng)輔助功能和通信與診斷。

溫度對電池的參數(shù)有著很大的意義，這里也是引起爭議的地方。在設(shè)計電池和模組的時候，電池內(nèi)外的溫度差異、電池極耳和母線焊接處、模組內(nèi)電池溫度差異和電池包內(nèi)最大溫度差，這些參數(shù)在設(shè)計整個電池包的時候都是屬于已經(jīng)進行先期控制了。BMS在設(shè)計溫度傳感器的放置點，以及放置多少溫度點和最后采集得到的溫度點表征整個電池包的運行情況，這里并不是BMS能管理的范疇。溫度檢測的精度也是頗有講究的，如在－40度的時候，檢測精度不需要特別高，因為使用電池系統(tǒng)本身就需要加熱，而在－10度～10度對電池性能有重大影響的區(qū)域，還有40度高溫臨近點，這些都是需要重點關(guān)心的區(qū)域。在設(shè)計的過程中，可以用上拉電阻、濾波電阻和溫度傳感器的本身的數(shù)值進行蒙特卡羅分析。

電池包的往往僅在單體這一層級做并聯(lián)（最極端的是特斯拉的小電池的75個并聯(lián)），電池包內(nèi)的單體串聯(lián)給整車提供電能，所以一般只需要測量一個電流。電流測量手段主要分兩種智能分流器或霍爾電流傳感器。由于電池系統(tǒng)需要處理的電流數(shù)值，往往瞬時很大，比如車輛加速所需要的放電電流和能量回收時候的充電電流，因此評估測量電池包的輸出電流（放電）和輸入電流（充電）的量程和精度，這是一件需要仔細檢查的工作。電流是引起單體溫度變化的主要原因，作用在內(nèi)阻和化學發(fā)熱一起構(gòu)成了電池發(fā)熱；電流變化的時候也會引起電壓的變化，與時間一起，這三項是核算電池狀態(tài)的必備元素。

電池包內(nèi)一般有多個繼電器，電池管理系統(tǒng)至少要完成對繼電器的驅(qū)動供給和狀態(tài)檢測，繼電器控制往往是和整車控制器協(xié)調(diào)后確認控制器，而安全氣囊控制器輸出的碰撞信號一般與繼電器控制器斷開直接掛鉤。電池包內(nèi)繼電器一般有主正、主負、預(yù)充繼電器和充電繼電器，在電池包外還有獨立的配電盒對整個電流分配做個更細致的保護。對電池包的繼電器控制，閉合、斷開的狀態(tài)以及開關(guān)的順序都很重要。

如前所述，電池的化學性能受環(huán)境的溫度影響非常大，為了保證電池的使用壽命必須讓電池工作在合理的溫度范圍之內(nèi)，并根據(jù)不同的溫度給整車控制器得出其所能輸出和輸入的最大功率。對于電池系統(tǒng)的溫度控制主要用到CFD仿真分析，如前所述的溫度傳感器這一單元，如何使用最少的傳感器來有效的監(jiān)測整個電池包的溫度分布，并將監(jiān)測信息反饋給電池管理系統(tǒng)和整個電池溫度管理系統(tǒng)。

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