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要把電動車電池管好 充放電平衡是基本功
 

【CTIMES/SmartAuto 鍾榮峰 報導】   2011年01月18日 星期二

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電動車要跑得快,光靠電池管理系統(BMS)還不夠,透過BMS將電池資訊傳送至能量管理系統(EMS),藉此,整車車廠更需要取得關鍵的數據資料以便進一步分析,這也是為什麼現在全球大部分整車車廠,在正式推出電動車產品之前,會特別重視示範運行過程的原因。

藉由示範運行,車廠才能掌握電動車運行時、電池管理系統與其他零部件之間聯動的重要關鍵數據。這些關鍵數據,都是屬於非常機密的內容,內行人如果掌握到這些數據,基本上就可以瞭解這家車廠電動車性能的核心與要點。

多串數電池管理系統BMS設計較為複雜,當電池串聯數目增加,電池間差異所造成的影響也就越明顯,電池組的使用效率也會遞減。電動車機電系統的可靠度也會受到影響。

到電動車整車階段部份,基本上就是以電池組(module)作為電池管理系統的基本單位。電池平衡管理和電池組狀態監控這兩大技術,對於BMS而言,是非常關鍵且必要的底層硬體架構。不過完整的BMS解決方案,除了底層硬體之外,上層的軟體開發要領,還必須涵蓋電池特性研究分析、電池建模與模擬分析、熱管理、電池組老化與故障預警、和電池殘電量估測方法等重要環節的系統整合與應用。

特別是在電池充放電平衡部份,攸關電池組效能甚鉅。基本上電池平衡管理可分為被動充電平衡和主動平衡這兩大類。被動式充電平衡就是以充電方式來達到平衡效果,多半適合應用在油電混合動力車(Hybrid EV;HEV)領域,專利問題較少,沒有高頻切換雜訊的困擾。

被動式充電平衡可分為長時間過充和消耗式這兩種,前者不需加入任何電路,後者架構容易落實且簡單,但是長時間過充會讓電池芯的電壓差太高,造成電量叫高的電池芯過充,而消耗式的電阻會導致消耗多餘的電量。目前被動式充電平衡仍是大多數電池保護板廠商採用的方法。

主動平衡則可分為電容平衡、電感平衡和模組化平衡這三大類,多半適合應用在純電動車領域。主動平衡能按照電池剩餘電量來決定各個電池充電的比例,藉由儲電元件來達到電量轉移的目的,充電效率高,可縮短充電時間。不過因為電路主要由電容、電感和開關達到能轉換的目的,因此成本較高、體積較大,且會有開關切換的雜訊問題,因此控制設計上較為複雜。

關鍵字: 電動車  BMS  電池充電器  電路保護裝置 
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