礦用電機車鋰電池中的電池管理系統現狀是怎樣的?
國外發達國家對電池管理系統的研究比較早,如美國、日本、德國。近幾十年來,各國通過對蓄電池進行大量的充放電試驗,獲取了大量的充放電實驗數據,并對其進行建模分析,研發出世界領先水平的電池管理系統。 美國,BMS系統(Battery Management System,BMS)最早由美國提出。因此,美國對電池管理系統的研究最為前沿,較為成熟的電池管理系統包括:(1) GM 公司生產的礦用電機車鋰電池所使用的電池管理系統,其采用分布式結構,具有對電池組的電壓、電流進行采集,并能夠對充放電進行自動控制的功能;美國 Tesla 公司使用的電池管理系統以其高效著稱,由7000多節18650 型號的鋰電池組成,共分為三級,第一級由 74 節電池并聯成片,第二級由6片電池串聯成組,第三級由16組電池串聯成一個電池包,通過控制 96個電池模塊就能完成對7000節電池的控制。(2)EVI公司研發的電池管理系統由26個單體鉛酸電池串聯而成,能對電池組的電流及電壓進行檢測,具有過放電報警和高壓斷電保護的功能。 在歐洲,德國的電動汽車發展最為迅速,并擁有較為成熟的電池管理系統,主要由Werner Retzlaff 團隊設計的 BADICHEQ 電池管理系統。該系統能夠對充放電電流、單體電壓和電池溫度進行采集,并具有能量均衡、充放電控制、通信、數據顯示等功能。 在日本,自 1997 年起,日本青森工業研究中心對電池管理系統進行研究;同時,一些電動汽車生產公司也開始對電池管理系統進行研究,如三菱公司和本田公司將其列為技術開發的重點。在韓國,韓國先進工程研究院與 Ajou 大學共同研究出的電池管理系統,該系統具有充電控制、蓄電池熱管理和保護系統等功能。檢測單元能對 40 個電池單體的電壓、電流和溫度進行采集,并根據采集的數據信息進行單體間能量的均衡。 在電池管理系統方面的研究,我國相比國外起步較晚但發展迅速,與國外的電池管理技術差距越來越小。中國在“863”計劃和“十一五”規劃中,國內汽車技術創新中將電動汽車技術列為重點研究方向,并在新能源電動汽車的電池管理系統研究中取得了較大的突破。同時,電動汽車企業和各個高校展開緊密的合作,加強了對電池管理系統的研究。 在 1999 年,北京交通大學開始對電池管理系統的研究,其研發出的電池管理系統能適應各種車型,并具有電池信息檢測和 SOC 估算的功能。北京理工大學在電池管理系統方面也做了大量研究,其研發出的電池管理系統具有檢測電池組的電壓、電流、電池溫度和 SOC 估算等功能,以及對電池故障診斷和優化控制等。清華大學設計的電池管理系統在 EV-6580 型電動客車上得到使用,該系統具有實時采集電壓、電流、電池溫度等功能。湖南大學設計的電池管理系統在 EV3 號電動汽車上應用成功。此外,哈爾濱工業大學、上海交通大學、山東大學等高校在電機車鋰電池電池管理系統方面的研究也取得了一定成果。 比亞迪公司研發的電池管理系統采用分布式結構設計,該系統具有對動力電池組進行安全管理、自均衡和SOC 精確估算等功能。奇瑞汽車公司的電池管理系統采用分布式結構設計,并使用了遠程數據采集模塊進行通信,提升了電池組工作的安全性。長安汽車公司研制的電池管理系統,包括主控板和采集板兩個子系統,該系統具有電流采集、電壓采集、熱管理等功能。江淮汽車公司研制出一種集中式結構電池管理系統,該系統具有電池單體間的熱均衡的功能,其通訊速率可達400k Hz。目前,國內外的電池管理系統研究主要解決動力電池組使用壽命短、續航能力差的問題,基于新能源電動汽車和蓄電池電機車的供電方式相似,均來源于動力電池組,蓄電池都存在壽命短、續航能力差等問題,電機車電池管理系統的研究對電機車的安全穩定運行具有重要的意義。
以上就是關于礦用電機車鋰電池電池管理系統現狀的介紹。