文|Steven Wang
亚德诺半导体技术(上海)有限公司 技术市场经理
随着电动汽车的快速发展,消费者开始高度关注电动汽车的续航里程。甚至有些用户产生了里程焦虑,生怕出现类似手机电池耗尽突然关机的现象。今天让我们来详细聊聊汽车电池电量精确测量的难点和应对方法吧。
针对问题提到的为什么电动车动力电池显示不“精确”呢?
首先电动汽车动力电池的电量测量要比手机困难得多,很难估计“精确”。
但是随着电池测量技术的提升,这不再是不可能完成的任务。而是电动汽车开发的重中之重。
电动汽车电池电量测量难点
先来说说困难在哪?电动汽车电池电量准确测量涉及的因素包括:
电动汽车动力电池材料多样
↑电动汽车动力电池材料多样
精度是电动汽车电池电量测量的一个重要特性。而电动汽车动力电池材料多样。包括磷酸铁锂LiFePO4电池(红色曲线),钴酸锂电池LiCoO2电池(蓝色曲线)和新化学材料电池如三元素NMC电池(黑色曲线)。它们对电池电量测量提出了不同的要求。对于磷酸铁锂LiFePO4电池,其放电曲线平缓,电芯电压测量精度至关重要。为了防止过度充电和放电,电池单元应保持在满容量的20%到90%之间。在85kWh的电池中,可用于正常行驶的容量仅为60.9 kWh。如果测量误差为5%,为了继续安全地进行电池运行,必须将电池容量保持在25%至85%之间。总可用容量已从70%减少到了60%。
↑电动汽车动力电池安全可用电量范围
2. 电动汽车的使用环境恶劣程度极高
电动汽车北可能去到漠河经历零下40度的低温,西可能去到火焰山经历零上50度的炙烤。同时潮湿、机械应力和长达15年以上的使用寿命都对动力电池提出了和手机电池迥然不同的环境耐受度要求。
3. 电动汽车动力电池是电池组,结构复杂
↑电动汽车电池组结构
电动汽车动力电池是由最基础的电芯Cell组成电池模块Module,再由模块Module组成电池组Pack。而手机为单体电芯。电动汽车电池由几节电池串联组成。一个典型的电池组(具有96节串联电池)以4.2 V充电时会产生超过400 V的总电压。电池组中的电池节数越多,所达到的电压就越高。所有电池的充电和放电电流都相同,但是必须对每节电池上的电压进行监控。为了容纳高功率汽车系统所需的大量电池,通常将多节