電池拐點(diǎn)是否是關(guān)鍵環(huán)節(jié)
由于電池成組應(yīng)用問題是新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)問題，一種采用電子線路來解決“電池電化學(xué)成組一致性特性變差”的辦法應(yīng)運(yùn)而生，業(yè)界稱之為電池管理系統(tǒng)（BMS）。
參照電池管理系統(tǒng)（BMS）原理框圖，中間綠色部分是BMS主控制模塊，包括數(shù)據(jù)采集模塊，絕緣檢測(cè)模塊，高壓控制模塊，彩屏控制模塊。中控制模塊只是一個(gè)檢測(cè)單元，并不等同于BMS。完整的BMS所起的作用包括與整車控制器、電機(jī)控制器、充電機(jī)接口、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、充電機(jī)相結(jié)合。
電池的安全問題主要是電池的“過充過放”問題。BMS首要解決的即是電池的“過充過放”問題。由于鋰電池的本身特性，鋰電池在充放電后期，充電或放電至90%-95%的電量的特性曲線，由此形成拐點(diǎn)現(xiàn)象，業(yè)界稱之為“電池拐點(diǎn)”。當(dāng)然，隨著電池本身的溫度或應(yīng)用環(huán)境溫度的不同，以及充放電電流的深度等因素，都會(huì)影響到拐點(diǎn)的形態(tài)。
以國(guó)內(nèi)某大型電池廠的一只180Ah 磷酸亞鐵鋰鋰離子動(dòng)力電池在國(guó)家某家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)為例，在室溫下1/3C充放電的電壓曲線如圖1所示。充放電的電壓平臺(tái)都是3.35V左右，充電電壓兩個(gè)拐點(diǎn)是3.25V和3.45V，放電電壓兩個(gè)拐點(diǎn)是3.4V和3.1V。
BMS的管理特性主要是通過“限兩頭”和“電池拐點(diǎn)”來實(shí)現(xiàn)。通過控制充電機(jī)和電機(jī)控制器的管理手段，防止鋰電池的“過充電”和“過放電”，解決電池安全問題，業(yè)界簡(jiǎn)稱為“限兩頭”。目前，利用電池電化學(xué)“拐點(diǎn)”特性，通過BMS合理管理可解決電池“長(zhǎng)壽命”問題。經(jīng)過幾年的實(shí)踐，尤其是通過北京奧運(yùn)會(huì)和上海世博會(huì)期間BMS在電動(dòng)車上的示范應(yīng)用，BMS已得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。
目前，BMS規(guī)模化生產(chǎn)仍面臨困境。其一是國(guó)內(nèi)鋰電池種類繁多，主流電池廠各自為戰(zhàn)，BMS很難形成針對(duì)不同電池的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其二是鋰電池處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，存在著生產(chǎn)工藝極不完善，生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度不高等因素，很難保證鋰電池出廠時(shí)的初始一致性。其三鋰電池與BMS之間的配套技術(shù)不成熟， BMS仍需大量重復(fù)性定制開發(fā)，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難以出臺(tái)并試行。
因此，面對(duì)鋰電池規(guī)模化生產(chǎn)的復(fù)雜現(xiàn)狀，解決“電池一致性問題”的各種均衡技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
