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電動汽車裡隱秘的王者?一篇文章帶你瞭解BMS和WBMS

大家都說電動汽車三大件,電機、電控、電池。今天來和大家聊聊電動汽車裡隱秘的王者——BMS。

什麼是BMS?

BMS是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的簡稱,翻譯過來就是電池管理系統,也俗稱電池管家。

目前電動汽車主流使用的電池大部分都是鋰離子電池。但對鋰離子電池而言,安全性是一直卡在使用者和車企之間的心結。

前幾年,新能源車自燃事故頻發,其中不乏知名品牌,幾乎你能叫得上名字的車企,或多或少都燒過。鋰電池“熱失控”層出不窮,原因就是鋰離子電池對溫度極為敏感。

溫度低了,它就想罷工。氣溫高了,它就“興奮”,“易燃易爆炸”(沒錯,就是這個字面意思)。

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此外,鋰離子電池如果“暴飲暴食”和“過度節食”(過充過放),它的效能也會一落千丈。

好在“惡人自有惡人磨”,BMS就是專為克服它的缺陷而量身打造的。

BMS的核心功能有三點:電芯監控技術、SOC技術和均衡技術。

電芯監控技術是指,BMS可以透過對電池電壓、電流、溫度的實時監測來了解汽車電池狀態,控制電池充放電和散熱。換而言之,BMS可以動態監測動力電池組的工作狀態。

看過《鋼鐵俠》的小夥伴們肯定知道,託尼·斯達克有一個人工智慧——賈維斯,它是鋼鐵戰衣的管家,時刻彙報Mark戰甲的電量,溫度等各項資料。

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BMS就是電動汽車動力電池的大腦,電池管家“賈維斯”。它可以在電池充放電過程中,實時採集動力電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓,防止電池發生過充電或過放電現象。

你也可以理解成電池每時每刻在進行著“體檢”,BMS為工作的電池們量血壓(監測電壓),量體溫(監測電池溫度)和驗血化驗(監測電流)。

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然而,這只是BMS功能的冰山一角。

BMS還能準確估測動力電池組的荷電狀態 (State of Charge,即SOC),即電池剩餘電量。SOC的估算精度精度越高,電動車續航里程就越高。 這就好比你的某一物品購買預算越多,你能買到的產品就越多。

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至於均衡技術的作用,簡單來說,就是“因材施教”。

要知道,電動汽車使用的動力電池基本都是電池組,是由一個個單體電池組成的。這些單體電池“燕瘦環肥”,“高矮不一”,效能有高有低。

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為了充分發揮每個單體電池的效能,發揮木桶效應,優秀的BMS能主動為單體電池均衡充電,在充電時將多餘電量轉移至高容量電芯,放電時將多餘電量轉移至低容量電芯,提高使用效率,使電池組中各個電池都達到均衡一致的狀態。

事實上,一款優秀的BMS可以提高你的愛車續駛里程、保障電池的安全、延長電動車的壽命……

說到這,相信你應該能明白了BMS的重要性和作用。

但隨著時代的發展,BMS故障頻發,漸漸滿足不了人們更安全、更智慧、更高效的要求。

現有的主流BMS架構中,一般都是採用菊花鏈的方式,將電池監控晶片串聯起來,資料沿著鏈路逐級傳遞。但這存在極大的隱患,“一著不慎,滿盤皆輸”。一旦鏈路中某個節點出現毛病,BMS整個系統都會癱瘓,無法發揮作用。

此外,線束(往往是銅線),及其插接頭不僅佔據空間大,還會增加額外的重量、提高成本。線頭老化、鬆動更是容易發生故障,引發安全事故。

商業上和技術上都要求一個功能更強大的電池管理系統,這時,無線電池管理系統,即WBMS應運而生。

WBMS作為BMS的升級版,首先功能上完全覆蓋。它真的,我哭死,該有的功能它一樣不落,保留著“那一份原汁原味” 。

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其次,WBMS相較於傳統BMS,最大的區別就在於“無線”。

據統計,WBMS為電池包節省了大約90%的線束,聯結器和接外掛,為電池包節省了約15%的空間。這些節省下來的空間可以用來安裝更多的電池模組,以提升續航里程。

最重要的是,更安全。以前,有線的BMS中某一組模組可能會出現訊號丟失,線束斷裂、鬆動等問題。現在這些漏洞通通被WBMS完美解決。

WBMS採用無線通訊網路,當某一組模組訊號丟失時,將透過臨近模組代發,這大大提升了電池包的可靠性和穩定性。

同時,WBMS也使得電池模組的更換更容易,電池系統安裝及維修也更加方便。

事實上,WBMS不是一個新鮮話題。

早在2017年,一款寶馬i3概念電動汽車驚豔全場,這款概念汽車當時搭載的就是Linear的無線BMS系統。2020年9月,ADI公司推出了業界首款用於量產電動汽車的無線電池管理系統(BMS)2021年1月18日,德州儀器 (TI)釋出業界領先的無線BMS解決方案。在國內,上汽通用在奧特能平臺首款車型凱迪拉克LYRIQ上率先推出了WBMS無線電池管理系統。近日,汽車零部件供應商馬瑞利也公佈了最新的無線分散式電池管理系統 (WBMS) ……

儘管WBMS是一個不錯的選擇,但廠家考慮的可不僅僅是功能和安全性問題,最重要的仍然是成本問題。要知道,新技術的開發和應用從來是兩碼事。

WBMS未來的普遍化應用,依然任重而道遠!

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