您nin在zai黑hei暗an的de雪xue夜ye駕jia車che跨kua越yue小xiao鎮zhen，去qu接jie您nin的de孩hai子zi從cong晚wan托tuo班ban回hui家jia。您nin開kai著zhe電dian台tai高gao音yin和he導dao航hang係xi統tong
，您nin從cong不bu關guan閉bi它ta們men。這zhe是shi一yi個ge寒han冷leng的de夜ye晚wan，空kong調tiao暖nuan風feng和he座zuo椅yi加jia熱re器qi開kai在zai最zui高gao檔dang。紅hong燈deng時shi您nin停ting下xia了le車che，汽qi車che的de自zi動dong停ting止zhi-啟動係統關閉了發動機
，以節省燃料。您踩動油門準備發動，但是
，沒有任何反應......

您嚐試手動啟動汽車

，但發動機僅僅發出聲音，大燈仍然熄滅。

發生了什麼事？汽車裏所有的花哨功能和新技術已經耗盡了它的電池，現在您被困在車流中
，而您的孩子正在小鎮的那頭等著你。

zhegechangjingshizaitaishuxile
，suizhexinchepeibeileyuelaiyueduodechuangxinxitong，zhegechangjingzhengbiandeyuelaiyuepubian。chezaichuangxinxitongdouyilaiyuqichedianqixitongdeyigezuchengbufen：鉛酸蓄電池，而它自20世紀50年代以來幾乎已無任何創新。

鉛酸蓄電池技術

自1912年以來，鉛酸蓄電池一直是汽車電氣係統的一個組成部分。凱迪拉克是首款充分利用了它的能量、通過引入自我精確電流檢測顛覆了汽車行業的汽車：它開啟了幫助維護汽車電池健康的時代。由於鉛酸蓄電池的性能、耐用性和低成本，它仍然是汽車最可行的能量儲存單元。

目前已有許多醞釀中的鉛酸蓄電池替代技術：但它們要麼太昂貴、要yao麼me就jiu易yi碎sui或huo過guo大da。汽qi車che電dian池chi中zhong的de鉛qian有you劇ju毒du是shi公gong認ren的de事shi實shi，但dan因yin為wei鉛qian是shi世shi界jie上shang最zui易yi回hui收shou的de金jin屬shu，環huan境jing問wen題ti也ye能neng得de到dao緩huan解jie。據ju估gu計ji，美mei國guo所suo有you電dian池chi中zhong的de鉛qian的de97%被回收。

不幸的是，鉛酸蓄電池的進步遠遠無法跟上汽車和卡車中隨處可見的技術進步的步伐。根據2010年國際電池（組）委員會的技術小組對最近拆除的電池的故障模式的研究顯示，相比5年前，極板/柵架相關故障實際上增加了9%。人們普遍認為，這些故障的增加是由於新車增加的電氣係統對電池造成的額外電氣壓力所導致。

鉛酸蓄電池為何損壞

鉛酸蓄電池故障有三個主要原因：腐蝕、硫化和酸分層。它們分別由過充電、欠充電和過度使用導致。

腐蝕是指鉛板隨著時間的推移而分解；最終，它們中的部分可能會徹底變質。電池中鉛板的腐蝕是不可避免的

，因為它們浸在酸溶液中。當過充電

、深度放電和過溫等情況出現時，此進程會加快。延長電池壽命的關鍵不是停止腐蝕，而是管理那些引起它的可控的原因。

dangdianchiwufawanquanchongdianshi，zekenengfashengliuhua。suizhexinchezhongdedianzixitongdezengjia，zhezhongqingkuangyegengjiachangjian。cheliangqidonghou
，qiansuanxudianchixuyaoyidingshijianlaizhengquedichongdian。ruguoqichecongqidongzhuangtaizhijiejinrudaisu，zejianxiaodefadongjizhuansujiangshifadianjiwufachongfendiweidianchichongdian。ruguofadongjimeiyouchongfenjiasu
，zekenengdaozhidianchisunhuai。

fencengdeyuanyinkenengyuliuhuaxiangtong。dangdianchibaochizaichongdianbuzu
，jinshiduxunhuanercongweiwanquanchongdianshi，zekenengfashengfenceng。suiranyuanyinkenengshiyiyangde
，danfashengshenmeqingkuangshiwanquanbutongde。zaiyigefencengdedianchizhong，dianjiezhiyudianchineibaohandeyetihunhewufenlikailai
，bingjicunzaidianchidexiabuquyu。shangbuquyudejiaoqingdesuandaozhizhebufenquyudeqianbangengrongyishoudaofushi，ergaonongdudexiabuquyuzekenengzaochengcibufenqianbandeliuhua。

chulefushiheliuhuadechangqiyingxiang

，fencenghaihuidaozhizaiqicheqidongshijiangdiqidongxingnengdeduanqiyingxiang。fencenghaihuidaozhidianyadushudexujiashangsheng
，duiyuhenduoceliangxitonglaishuo，zheshidedianchidechongdianliangceliangzhibishijichongdianliangduo。

維護汽車電池健康

關於鉛酸技術的以上解釋產生的最自然的問題是，如何避免這些故障模式的發生呢？

不幸的是，答案是無法避免。這些故障將不可避免地發生，並且甚至在最好的操作條件下，電池最終也將因腐蝕而損壞。

但是，早期損壞是可以避免的。更重要的是
，如果車輛上有一個高級的電池管理係統（BMS）
，則可以提前通知駕駛員電池將要損壞。

BMS將能夠準確地監測所有電池參數，包括電流
、電壓和溫度。如果設備無法監測所有這些參數，它將無法識別電池是處於良好或不良的狀態。例如，當確定電池的充電狀態（SOC）時
，分層導致的電壓升高將誤導僅考慮電壓測量的儀表。BMS會同時檢測這三個參數，並將它們提供給用於確定充電狀態（SOC）的更高級別的控製器。

SOC基本上是用於估計電池有多少剩餘電量。就像汽車的油表，它顯示了電池的電量有多“滿”。可通過庫侖計數來計算SOC。庫侖計數是測量流入或流出電池的電流的方法
，它隨時間進行積分。如果電池的容量是已知的
，則計算它的電量很簡單。

然(ran)而(er)，對(dui)於(yu)汽(qi)車(che)蓄(xu)電(dian)池(chi)來(lai)說(shuo)卻(que)並(bing)不(bu)那(na)麼(me)簡(jian)單(dan)。部(bu)分(fen)原(yuan)因(yin)是(shi)因(yin)為(wei)腐(fu)蝕(shi)和(he)硫(liu)化(hua)存(cun)在(zai)於(yu)電(dian)池(chi)的(de)整(zheng)個(ge)壽(shou)命(ming)周(zhou)期(qi)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)
，電(dian)池(chi)在(zai)其(qi)整(zheng)個(ge)壽(shou)命(ming)周(zhou)期(qi)內(nei)都(dou)會(hui)損(sun)失(shi)容(rong)量(liang)。因(yin)此(ci)
，使(shi)用(yong)幾(ji)年(nian)後(hou)，完(wan)全(quan)充(chong)電(dian)的(de)電(dian)池(chi)所(suo)儲(chu)存(cun)的(de)電(dian)量(liang)會(hui)少(shao)於(yu)它(ta)全(quan)新(xin)的(de)時(shi)候(hou)完(wan)全(quan)充(chong)電(dian)可(ke)以(yi)儲(chu)存(cun)的(de)電(dian)量(liang)。

健康狀態（SOH）讀數可幫助測量係統補償這個隨著時間推移而損耗的容量。SOH值給出了相對於原始最大容量的百分比的估計值。新電池的SOH為100%

，而舊電池的SOH可能為85%。

如果舊電池已充滿電，它會顯示一個完全的SOC。但是，因為它是舊電池，它可能最多隻能充到原始容量的85%
，意味著即使係統顯示電池已充滿

，充電係統停止充電，汽車仍然知道SOC水平將下降得很快
，因為它是以較小的標尺來衡量的。一個優秀的BMS係統測得的SOH估計值則可以消除其他測量係統可能會得出的虛假的容量讀數。

利用BMS提供的信息

那麼如何通過使用BMS數據避免文章開頭出現的場景？BMS將監測電池的SOC和SOH。因此，電池在那天晚上之前的數周或數月，汽車就應該開啟警示燈或報警了。

當(dang)然(ran)，駕(jia)駛(shi)員(yuan)經(jing)常(chang)無(wu)視(shi)警(jing)示(shi)燈(deng)。因(yin)此(ci)，係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)感(gan)應(ying)到(dao)即(ji)將(jiang)發(fa)生(sheng)的(de)危(wei)險(xian)，並(bing)關(guan)閉(bi)非(fei)必(bi)要(yao)的(de)係(xi)統(tong)
，如(ru)座(zuo)椅(yi)加(jia)熱(re)器(qi)和(he)收(shou)音(yin)機(ji)，以(yi)幫(bang)助(zhu)保(bao)持(chi)電(dian)池(chi)的(de)SOC。此外，汽車控製係統會阻止汽車在紅燈時關閉發動機，避免它無法再次啟動。

Vishay Dale智能電池傳感器

可用在汽車BMS係統的理想傳感器的一個例子是VishayDale智能電池傳感器（IBS）。VishayDaleIBS使用 WSBP8518L100分流電阻，測量電池兩端的電壓、流過電池的充電或放電電流
，以及通過電池接線柱和IBS單元本身之間的熱傳導測得的溫度，如圖1 所示。即使工作條件迅速變化
，這三個測量值幾乎是同時測量的，以確保精確。VishayIBS使用LIN通信協議將這些測量結果發送到汽車的ECU或其他控製係統。
即使工作條件迅速變化，這三個測量值幾乎是同時測量的
，以確保精確。VishayIBS使用LIN通信協議將這些測量結果發送到汽車的ECU或其他控製係統。

VishayDaleIBS適用於汽車的所有工作條件。其-40℃至115℃的溫度額定值使IBS能neng夠gou在zai甚shen至zhi可ke能neng損sun壞huai最zui新xin的de鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi的de條tiao件jian下xia工gong作zuo。電dian壓ya測ce量liang範fan圍wei使shi該gai單dan元yuan能neng夠gou在zai電dian池chi過guo充chong和he欠qian充chong狀zhuang態tai下xia持chi續xu檢jian索suo數shu據ju。通tong過guo專zhuan用yong軟ruan件jian，該gai器qi件jian能neng夠gou在zai電dian壓ya和he溫wen度du極ji限xian範fan圍wei內nei檢jian測ce完wan整zheng的de電dian流liu
，使shi精jing度du的de損sun失shi最zui小xiao。

結論

未來的汽車將會有越來越多的電子係統，這將使鉛酸蓄電池更難在多年的可靠運行之後保持正確的輸出。高性能的BMS係統能夠為駕駛員和汽車控製係統提供所需的信息，以延長電池的壽命


，並有效地管理故障風險。