如何看待有博主直播比亚迪闪充,磷酸铁锂电池单体电芯最高温达到 76℃?
小星在这里先吐槽两点。一是大家可以去看一下有个叫比亚迪股东星球的官方小程序里面一片叫市场法务起来干活的声音。截止到目前5月7日中午还没有回应,我们暂且认为官方正在严肃对待这个问题准备别个大招从科学角度根本上驳斥博主言论,目前只能拭目以待了。另一点要吐槽就是这次博主实际上是一个专业的汽车电池测试媒体却在某些地方显示出了不专业性,我们这里只能抛弃腹黑的观点转而认为博主直播为了让普通观众能够理解才妥协采用了不专业的测试手段。那么小星借着自己汽车电子工程师特别是很长一段电池管理芯片工程师的角度和大家扒一扒细节。

为什么说这是一家专业的汽车电池测试媒体呢?如果你用心在多个平台进行搜索的话,你甚至能发现他在某些跨国平台的电池拆解测试采用双语,而且不是简单的英语机翻而是原生英语。汽车电池测试覆盖宝马、特斯拉、小米、智界和吉利等等。那么之前专业电池测试视频的画风是这样的。明明白白会告诉你拆解成什么样,如果内部放探头会告诉你具体位置确保测试的科学性和客观。

这次博主直播的电池测试画风则是这样的。在电池包上打了孔引出温度传感器,其中闪充过程中温度最高超过70摄氏度的传感器标注位置只能看到电池板打孔位置。但是内部放探头为什么不像之前专业测试一样告知具体位置确保测试的科学性和客观呢?我们只能认为博主直播为了让普通观众能够理解才妥协采用了不专业的测试手段。

与此同时小星作为电池管理芯片工程师的角度这里告诉大家实际上不用这么大费周章。电池温度是电池管理至关重要的指标之一。你哪怕不拆解电池包不埋设自己的传感器,实际上仍然可以通过电池管理本身温度传感器读取到关键的温度参数。这里就牵涉到测量电池电量的关键指标了。实际上随着电池测量技术的快速提升,它正在助力电动汽车电池电量的精准测量。这也是目前电动汽车开发的重中之重。其中一项核心技术就是电池管理系统BMS。

电池管理系统BMS应用框图显示了一个典型的具有 96节电池的电池组,分为8个模块,每个模块12个电池单元。在本示例中,电池监控器IC为可测量12节电池或更多的电池管理芯片。该IC具有0 V至5 V的电池测量范围,适合大多数电池化学应用。可将多个器件串联,以便同时监测很长的高压电池组。该器件包括每节电池的被动平衡。数据在隔离栅两边进行交换并由系统控制器编译,该控制器负责计算SOC、控制电池平衡、检查SOH,并使整个系统保持在安全限制内。电池管理芯片还同步采集响应电芯的关键温度,通过总线实时上报给电池管理主控。

1. 高电芯测量精度拓展可用电量范围
BMS技术作为电池组背后的“大脑”,管理着功率输出、充放电,并在车辆运行期间提供精确测量。更高的电芯电压、温度、电流测量精度可拓展电池可用电量范围。如果将精度提高到1%(对于磷酸铁锂LiFePO4电池,1 mV的测量误差相当于1%的SOC误差),那么电池可以在满容量的21%到89%之间运行,增加了8%。使用相同的电池和精度更高的BMS,可以增加每次充电的汽车行驶里程。

2. 精准齐纳参考源应对恶劣环境挑战
BMS电路设计人员通常根据数据手册中的规格来估算电池测量电路的精度。其实现实应用中其他效应通常会在测量误差中占主导地位。影响测量精度的因素包括PCB装配应力、湿度、温度漂移、长期漂移。完善的技术必须考虑所有这些因素,才能提供非常出色的性能。IC的测量精度主要受基准电压Voltage Reference的限制。基准电压对机械应力很敏感。PCB焊接期间的热循环会产生硅应力。湿度是产生硅应力的另一个原因,因为封装会吸收水分。硅应力会随着时间的推移而松弛,从而导致基准电压的长期漂移。

而为了支持闪充这样的电池新技术目前数字孪生在汽车技术中得到了广泛应用。比如电动汽车电池就可以通过数字孪生技术耦合抽象成设计模型和车辆仿真器。从而基于电池的数字孪生进行闭环实时的车辆系统控制。数字孪生技术可从电池组级别向下细分至电芯1D物理模型和降阶模型,从而灵活按照不同车型和电池组设计进行适配和分析诊断。

数字孪生在电动汽车中主要应用于动力电池等关键部件的实时监控和诊断。以动力电池数字孪生为例,通过对温度、电量、阻抗和电压电流曲线等物理量的仿真和实时对应,数字孪生不仅抽象出电池组模型而且生成细节电芯级模型。数字孪生基于实时测量和上报数据以及历史数据进行车辆仿真和控制。换句话说,物理世界的真实空间和云端的数字孪生进行对应,从而更全面的分析车辆工作状态,提前预测早期问题。

具体来说动力电池数字孪生的系统组成包括数据产生侧的电池系统、数据感知的电池管理系统从机、数据收集的互联装置、数据存储的云端、数据分析的软件API和数据可视化的用户界面UI。而电池模型的建立目前主流方法为基尔霍夫模型方法,或者说将电池抽象成复杂的阻容结构,便于动力电池物理实体的数字化。

数字孪生具有高度精确、实时性和可扩展性的特点。而数字孪生在电动汽车中主要应用于动力电池等关键部件的实时监控和诊断。换句话说即使博主直播为了让普通观众能够理解才妥协采用了不专业的测试手段,你哪怕不拆解电池包不埋设自己的传感器实际上仍然可以通过电池管理本身温度传感器读取到关键的温度参数。更何况官方会把这些关键温度参数纳入复杂的计算模型和数字孪生推算更准确的电池核心温度从而去保证电池工作在合理安全范围内。