電動汽車電池管理係統的演變：從被動電池均衡到主動電池均衡
發布時間：2024-06-24 責任編輯：lina
【導讀】隨著電動汽車（EV）製造商努力使電池更經濟實惠、更易於批量生產，我們看到了電池化學的變化。例如1，該行業正在從傳統的鈷鋰離子電池轉向磷酸鐵鋰（LFP）電池。鈷等稀土金屬供不應求，而磷酸鐵鋰等材料是一種更豐富、更可持續、更高效的替代品。
隨著電動汽車（EV）製造商努力使電池更經濟實惠、更易於批量生產，我們看到了電池化學的變化。例如1，該行業正在從傳統的鈷鋰離子電池轉向磷酸鐵鋰（LFP）電池。鈷等稀土金屬供不應求，而磷酸鐵鋰等材料是一種更豐富、更可持續、更高效的替代品。
1:[https://news.ti.com/whats-next-in-bms-safer-more-affordable-electric-veh...
在樓氏電容，我們對電池化學的發展趨勢很感興趣，因為這些趨勢激發了電池管理係統 (BMS) 的進步。BMS 負責通過管理溫度、執行充電狀態 (SoC) 評估和進行電池均衡來監控電池組性能。
雖然被動電池均衡曾經是更常見的技術，但隨著 BMS 的進步，一些電動汽車製造商正在轉向主動電池均衡。這一變化影響到各級組件的選擇，包括電容器的選擇。采用主動電池均衡技術的 BMS 需要專門設計的高質量電容器。
主動式與被動式電池/電容器均衡
保持健康的電池 SoC 可延長電池壽命，防止在極端充電和放電情況下造成損壞。主動和被動電池均衡技術都旨在保持健康的 SoC。由於較弱的電池單元充電和放電的速度往往快於較強或較高容量的電池單元，因此它們對係統運行時間的影響更大。
被動電池均衡2的目的是通過集中處理容量最低的電池（也稱為 "弱 "電池）來均衡電池堆中電池的 SoC。這種技術的目標是使電池堆中的每個電池看起來都是容量最弱的電池。使用相對較低的電流從 SoC 值較高的電池中消耗能量，從而實現平衡。這樣可以確保所有電池都能充到最大 SoC 值zhi，而er無wu需xu考kao慮lv其qi真zhen實shi容rong量liang，並bing且qie充chong電dian可ke以yi持chi續xu到dao每mei個ge電dian池chi都dou充chong滿man為wei止zhi。雖sui然ran這zhe種zhong技ji術shu能neng以yi相xiang對dui較jiao低di的de成cheng本ben實shi現xian平ping衡heng，但dan並bing不bu能neng延yan長chang係xi統tong的de運yun行xing時shi間jian。此ci外wai，放fang電dian過guo程cheng還hai會hui浪lang費fei能neng量liang。
2:[https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/passive-battery-cell-balancing.html#:~:text=Passive%20balancing%20allows%20the%20stack,charge%20to%20their%20maximum%20]
與耗散電荷的被動電池均衡不同，主動電池均衡可重新分配電荷。如圖 1 所示，主動電池均衡3shiyizhonggengfuzadejishu，zhanyongkongjiangengda，dantanengzengjiadianchizuzhongdekeyongdianliang，congeryanchangyunxingshijian。zaichongfangdianxunhuanguochengzhong，jiangdianhecongjiaoqiangdedianchidanyuanzhongxinfenpeidaojiaoruodedianchidanyuan，hainengjianshaozhengtichongdianshijianhefareliang。
圖 1：采用主動均衡（下圖）時，電荷從較強的電池單元重新分配到較弱的電池單元；結果是電池堆完全耗盡。而采用被動均衡（上圖）時，未使用的容量仍會保留。出處4
4:[https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/active-battery-cell-balancing.html#:~:text=Active%20cell%20balancing%20is%20a,decreasing%20heat%20generated%20while%20ba]
主動單體均衡如何影響電容器的選擇
基(ji)本(ben)設(she)計(ji)的(de)改(gai)變(bian)，如(ru)從(cong)被(bei)動(dong)電(dian)池(chi)均(jun)衡(heng)到(dao)主(zhu)動(dong)電(dian)池(chi)均(jun)衡(heng)的(de)轉(zhuan)變(bian)，需(xu)要(yao)電(dian)路(lu)板(ban)級(ji)的(de)調(tiao)整(zheng)，包(bao)括(kuo)新(xin)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)。電(dian)容(rong)器(qi)在(zai)整(zheng)個(ge)充(chong)電(dian)周(zhou)期(qi)中(zhong)充(chong)當(dang)主(zhu)動(dong)均(jun)衡(heng)係(xi)統(tong)的(de)中(zhong)間(jian)儲(chu)能(neng)設(she)備(bei)。
飛跨電容器多電平逆變器是有源電池均衡的有力選擇，因為它們可以臨時存儲和釋放能量；尤(you)其(qi)適(shi)用(yong)於(yu)均(jun)衡(heng)電(dian)壓(ya)水(shui)平(ping)和(he)優(you)化(hua)可(ke)用(yong)電(dian)壓(ya)。飛(fei)跨(kua)電(dian)容(rong)器(qi)通(tong)過(guo)在(zai)充(chong)電(dian)階(jie)段(duan)連(lian)接(jie)電(dian)壓(ya)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)池(chi)，在(zai)放(fang)電(dian)階(jie)段(duan)連(lian)接(jie)電(dian)壓(ya)較(jiao)低(di)的(de)電(dian)池(chi)來(lai)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)的(de)。這(zhe)一(yi)概(gai)念(nian)有(you)時(shi)被(bei)稱(cheng)為(wei) "充電穿梭"5。
5:[https://www.batterypowertips.com/active-cell-balancing-basics/#:~:text=So%2Dcalled%20flying%20capacitors%20can,referred%20to%20as%20charge%20shuttling.]
樓氏電容的專業工程師團隊在高可靠性陶瓷電容器方麵擁有數十年的豐富經驗，我們隨時準備為您提供支持，幫助您選擇改進 BMS 的元件。
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