今天我们来学习一下比亚迪e6电池组电池管理系统
1.比亚迪e6电动汽车电池组
比亚迪e6电动汽车采用的动力电池组是磷酸铁锂电池,简称铁锂电池,也是锂电池的一种,它放在汽车底部,由90个单体电池组成,总电压307V,电池容量达220A·h,可以使续驶里程达到300km。
2.电动汽车电池管理系统BMS
(1)电池管理系统的作用电池管理系统英文单词是batterymanagementsystem,简称BMS。
它的主要作用如下:
①电池温度控制 汽车动力电池采用大容量单体电池容易产生过热现象,从而影响电池的安全和性能,必须监测和控制温度。
②保持电池组电压和温度的平衡 由于电池正负极材料和电池制造水平的差异,电池组各单体电池之间尚不能达到性能的完全一致,在通过串并联方式组成大功率大容量动力电池组后,苛刻的使用条件也容易诱发局部偏差,从而引发安全问题。因此,为确保电池性能良好,延长电池使用寿命,必须使用BMS对电池组进行合理有效的管理和控制。
③防止电池过充过放 串联的电池组充电/放电时,部分电池可能先于其他电池充满/放完。继续充电/放电就会造成过充/过放,电池的内部副反应将导致电池容量下降、热失控或者内部短路等问题。电池老化、低温等情况,均会导致部分电池的电流超过其承受能力,降低电池的寿命。
④防止电池短路或者漏电 由振动、湿热、灰尘等造成电池短路或漏电,威胁驾乘人员的人身安全。
⑤预测电池的SOC和剩余行驶里程 SOC(stateofcharge)是指电池的荷电(存电)状态,估算出电动汽车的剩余行驶里程,以便驾驶人提早做好准备。
(3)电池管理系统工作原理BMS动态监测动力电池组的工作状态,实时采集每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压,估算出各电池的荷电状态SOC、安全状态SOH(stateofhealth)和电化学状态SOE(stateofelectrochemistry)。然后通过控制其他器件,防止电池产生过充电或过放电现象,同时能够及时给出电池状况,找出故障电池所在箱号内位号,挑选出有问题的电池,保持整组电池运行的可靠性和高效性。此外,BMS还需要设定面向用户端的显示,将估算的剩余电量换算成可行驶里程,同时还需要有自动报警和故障诊断功能,方便驾驶人操作和处理。
(4)比亚迪电动汽车电池管理系统
比亚迪电动汽车电池管理系统置于发动机室上部,同时还有动力配电箱与其配合,通过配电箱对电池包体中巨大的能量进行控制,它相当于一个大型的电闸,通过继电器的吸合来控制电流通断,将电流进行分流。关键零部件为继电器,为了控制如此大的电流通过整车,需要几个继电器的并联工作。
同样是电动车,为何比亚迪e6能做到450公里续航,关键就是电池材料不同
前两期,智电汽车对2017款比亚迪e6做了同台竞技、新老同台两项解读。今天,智电汽车再对新款e6的核心技术进行剖析,看看到底这款车有哪些技术亮点?又是依靠哪些技术实现450km超长续航里程?
首先,e6的电池组做到了安全和性能兼顾
性能方面,新款e6沿用了老款的磷酸铁锂电池技术路线,电池容量从82kWh增加至91kWh,因此有效保障了e6纯电续航里程达到450km。这对于大多数消费者而言,绝对是一个超满足的数字,基本告别了“过一两天就得充电”的尴尬情形。
但从单位电耗的角度来看,e6明显体现出“依靠堆积电池来提升里程”的本质,平均每度电行驶4.9公里的水平远落后于其它竞争对手,即使不与小型纯电动的知豆D2比,与同为紧凑型的帝豪、北汽EU260甚至更“明显堆积电池”的特斯拉相比也处于下风。
导致这一现象的核心原因是,其它竞争对手均选用了三元锂离子电池,而比亚迪选用了磷酸铁锂电池,通常而言,三元锂离子电池拥有更高的能量密度,而磷酸铁锂的能量密度普遍偏低。
磷酸铁锂的能量密度为什么偏低?这要从电池结构说起。通常整车集成的是电池系统(包括电池组和BMS控制系统),而电池系统往下又可分解为PACK、单体、电池材料。对于一个电池单体,主要由正极、负极、电解液、隔膜及其它材料组成。
而这四种材料各司其职,在放电时,锂离子和电子从负极脱出,电子经由外部电路到达正极,而锂离子则通过电解液进入正极,在正极中锂离子、正极材料、电子重新结合,从而完成电流传导。隔膜的作用则是将正负极分开、防止短路。
因此,电池放电量的大小就由正负极决定,也就是容纳更多包括锂离子在内的活性材料。由于目前普遍采用石墨类碳材料做负极,比容量超过350mAh/g,而正极材料则通常由钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰(即三元锂)组成,比容量通常低于200mAh/g。即负极“活性”>正极“活性”。
所以电池的能量密度是由正极材料所决定。而磷酸铁锂的比容量又低于镍钴锰三元材料,所以导致了比亚迪e6的单位电耗落后于其它竞争对手。
那么问题又来了:为什么比亚迪要采用磷酸铁锂呢?实际上磷酸铁锂虽然比容量低于三元,但是却具有高安全性、长寿命、低成本的优势。
安全性:三元材料的热稳定性比较差,在200度左右的外界温度下会产生分解现象,释放出氧气,从而为电池高温起火助燃。但磷酸铁锂在700℃时才会发生分解,即使分解也不会释放氧气。
长寿命:目前三元电池1C循环寿命在2500次左右,而磷酸铁锂电池则在3500-5500次左右,因此寿命更长、更稳定。
低成本:从原材料角度来看,磷酸铁锂的成本约为三元材料的40-50%,因此能够大幅控制成本。按照91kWh计算,e6的电池系统成本约在10万元左右,若是采用三元材料,成本价则要飙升至16-18万元。
所以,在能量密度、安全、成本等各种因素综合考虑下,比亚迪e6选择了磷酸铁锂电池,而并未采用三元材料,这是一种不完全屈服于性能的折中和兼顾。
其次,比亚迪的电池智能温度控制系统是良心配置
由于锂电池的充放电特性与温度息息相关,温度过高或者温度过低都能造成额外的电量损失,特别是在冬季,极低温状况下电池电量将会大幅缩水。为此,比亚迪e6在老款基础上增配了恒温控制系统,能使电池始终保持常温,在最佳温度下工作,因此有效预防了电池在低温环境下衰竭等意外情况。这一点值得称赞。
以上就是比亚迪e6能够达到450km纯电续航里程的核心技术。但智电汽车必须要告诉读者以下两点需要特别注意的事项。
一是比亚迪e6的充电时间会比较长。由于带有高达91kWh的电池组,因此在采用输入电压380V三相交流电、充电柜功率为40KW时的用时会长达2小时以上。而如果采用家用220V电源,充电时间会长达8-10小时才能充满。
二是这款车的电池组安装在底盘上,而且较为凸出,因此离地间隙仅有138mm,这个高度相当于一个小瓶矿泉水,因此开着辆车千万不要走不平整的路面,至于乡村道路就更别提了,你要知道你的电池组可值10万元!
以上就是比亚迪e6的主要技术解析,本期扒新车之比亚迪e6也就到此结束,我们下期再会!
曝光 | 新款比亚迪e6部分参数曝光 搭载刀片电池续航500公里
汽车日报 曹浩
日前,我们获取到了新款比亚迪e6的部分参数。其中除了整车设计改变之外,最为重要的就是新款比亚迪e6将会采用磷酸铁锂刀片电池,NEDC续航里程可以达到500公里。据悉,新车预计会在年内推出。
按照目前比亚迪王朝系列和e平台同步发展的策略,新款e6将会是一款e平台产品,整车设计和宋MAX颇为相近,车头采用了打孔式前格栅,两侧进气口造型有所调整,并取消了雾灯。车身侧面线条和车尾设计几乎都与宋MAX相同。车身尺寸方面,新款e6的长宽高分别为4695/1810/1670毫米,轴距为2800毫米。
在动力方面,新款e6将会搭载一台最大功率100千瓦,峰值扭矩180牛·米的电动机,动力参数略低于宋MAX EV。不过续航方面,新款e6将会采用比亚迪磷酸铁锂刀片电池,电池组能量密度140瓦时/千克,NEDC续航里程将达到500公里,百公里电耗为14.1千瓦时/100公里。