鉅大LARGE | 點擊量:3381次 | 2020年06月02日
解析電池管理BMS與SOC精度
一、能量管理
首先,我們考慮一下能量分配,在SOC從整個100%到零或者說整個電池能量管理過程可以分解為:上下兩段留存的不可用能量(純電動汽車上下留余更多一些)、可用能量、SOC誤差、調節(jié)電池溫度所要的能量、容量下降的補償、插電式混合動力汽車的CS緩沖區(qū)(純電動沒有這段)。
我們所說的能量管理,是嚴格使用以上的能量區(qū)隔,給消費者一個比較均一化的體驗。以下圖為例,是全分隔,把SOC直接對應一個里程。續(xù)航里程和SOC密切相關,SOC不等于實際續(xù)航里程。SOC從100%到50%一定比SOC從50%到0跑的路程長。因為SOC越少,電池能量消耗越快。
續(xù)航里程其實是一個很有意思的事情,因為本身就是一個復雜的函數,用p-diagram來表達的話,大概如下:
可控部分重要是SOC、功率限值和溫度管控的算法;擾動部分重要是車輛參數、道路環(huán)境(工況),駕駛員的駕駛習慣和SOC的估算誤差。
還有一部分沒寫:比如夏季和冬季系統(tǒng)性的差異,包括HVAC的功率對整個能量的使用。
以下的數據是一個實測的例子,展示出來是一個變動的情況。
溫度的差異太巨大了
BMS中SOC的估算精度,對車輛的續(xù)航里程影響很大,特別是純電動汽車,估算精度差異越大,越容易讓用戶感受到里程焦慮;假如出現系統(tǒng)性的計算差錯導致用戶沒電推車回家或者叫個牽引拖車,這事就大了。
二、SOC精度
國家林健博士撰寫的《深度分析SOC精度驗證方法》一文中寫道,DVp要對BMS從SOC100%到不可用范圍(5%)都要進行比較,在工況下,通過采集實際的電池工況之后,通過實驗臺架來進行比較,模型糾錯(核算Ah和功率限值)等。
說點個人看法,所有的東西,都是在一定工況、溫度和使用條件下的精度,要求越高的系統(tǒng),對外圍的延伸的控制內容也就越多,所以BMS的算法就越要直接和VCU進行聯系,獲取控制HVAC系統(tǒng)、控制驅動系統(tǒng)和負載系統(tǒng)的權限。林健博士強調的OCV與SOC的關系,在LFp體系下不大好用。實際測試出來的大概是一個精度表格,籠統(tǒng)的講有些難度。
簡單來說,BMS的精度做高一些,可以開出多一些窗口,不過也就是5%的差別。由于外部的原因造成的續(xù)航里程的差異,比這個來的大,所以SOC的精度多少是個合理值,值得我們思量。管理客戶期望很重要,只能報少一些,不能報多一些,所以現階段小電池的純電動汽車使用體驗很糟糕,也是大家拼命往50度以上湊的重要原因。