Pourquoi les batteries lithium de puissance ont-elles besoin d'un système de gestion de la batterie

Pourquoi les batteries lithium-électricité ont-elles besoin d'un système de gestion de la batterie ? Actuellement, les voitures à énergie nouvelle sont classées en trois catégories : les véhicules électriques hybrides (HEV), les véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) et les véhicules électriques purs (EV). Ces trois types de voitures électriques présentent des caractéristiques distinctes et se trouvent à des stades de développement différents en raison de la diversité de leurs constructions et de leurs principes de fonctionnement.

Les voitures électriques pures reposent uniquement sur des batteries embarquées (telles que les batteries lithium-ion, les batteries plomb-acide, les batteries nickel-métal-hydrure et les batteries nickel-cadmium, entre autres) et sont propulsées par des moteurs de grande puissance. Elles diffèrent donc des automobiles conventionnelles à moteur à combustion interne.

La distinction la plus notable est le système de propulsion et de contrôle électrique que l'on ne trouve que dans les voitures entièrement électriques. Les voitures purement électriques sont moins bruyantes, ne polluent pas, n'émettent pas d'émissions et ont un châssis plus simple que les véhicules électriques hybrides ; par rapport aux véhicules à pile à combustible, tous les domaines technologiques sont plus mûrs, avec une fiabilité et une sécurité supérieures. Par conséquent, les gouvernements et les constructeurs automobiles du monde entier accordent une grande importance aux voitures électriques pures, et plusieurs entreprises ont achevé la production par lots et entamé des opérations de démonstration dans certains endroits.

Dans les voitures purement électriques, le bloc-batterie au lithium de puissanceLa batterie au lithium, l'un des composants essentiels, représente une part importante du coût total de fabrication, et ses performances ont un impact direct sur les performances de conduite et la sécurité du véhicule. La majorité des batteries au lithium utilisées dans les premières voitures purement électriques étaient des batteries plomb-acide.

En raison de leur faible densité énergétique, de leur autonomie limitée et de leur courte durée de vie, ces batteries ont été progressivement remplacées par des technologies telles que les batteries lithium-ion, qui apportent des améliorations significatives. Les batteries lithium-ion ont suscité l'intérêt et l'utilisation de nombreux constructeurs de voitures électriques, tant au niveau national qu'international, en raison de leurs avantages tels que l'efficacité élevée de la charge et de la décharge, la haute densité énergétique et la longue durée de vie.

Bien que les batteries lithium-ion offrent plus d'avantages que les types de batteries précédents, elles sont néanmoins limitées par les matériaux des cellules et les procédures de production actuelles, ce qui entraîne des variations de résistance interne, de capacité et de tension entre les batteries lithium-ion à cellule unique. Par conséquent, en fonctionnement réel, les cellules individuelles à l'intérieur du bloc-batterie sont sujettes à une dissipation thermique inégale ou à des charges et décharges excessives. Au fil du temps, ces batteries soumises à de mauvaises conditions de fonctionnement sont susceptibles d'être détruites, ce qui réduit la durée de vie totale du bloc-batterie.

De plus, la batterie est fortement surchargée et il y a un risque d'explosion, ce qui détruirait la batterie et mettrait la vie de l'utilisateur en danger. Il est donc nécessaire d'équiper la batterie au lithium du véhicule électrique d'un ensemble de systèmes de gestion de la batterie ciblés (système de gestion de la batterie, BMS), afin de surveiller, de protéger et d'équilibrer efficacement l'énergie, et d'alerter en cas de défaillance de la batterie, améliorant ainsi l'ensemble de la batterie au lithium. Les performances et la durée de vie du bloc-batterie.

En tant que centre de surveillance et de gestion des batteries au lithium des véhicules purement électriques, l'unité de gestion des batteries au lithium est un élément essentiel du système de gestion des batteries au lithium. système de gestion de la batterie doit surveiller la température, la tension, le courant de charge et de décharge et d'autres paramètres connexes en temps réel et de manière dynamique, et prendre l'initiative de prendre des mesures d'urgence pour protéger chaque batterie si nécessaire. Soyez conscient des risques de surcharge, de décharge excessive, de surchauffe et de court-circuit du bloc-batterie.

En outre, le système doit estimer avec précision l'état de charge de la batterie tout au long de son cycle de vie et transmettre au conducteur, de manière appropriée et simultanée, des informations clés telles que la puissance restante, l'autonomie et les défauts anormaux. Une méthode acceptable pour compléter la fonction d'échange de données entre le système et l'ECU de la voiture ou l'ordinateur hôte.

Toutefois, ce sont là des fonctions et des performances que le BMS ne peut assurer que dans des conditions optimales de conception et de fonctionnement. À l'heure actuelle, tous les incidents impliquant des véhicules électriques dotés de batteries au lithium ou l'utilisation de dispositifs de gestion de la batterie dans les automobiles sont considérés comme un tout. Les performances démontrent que les fonctions du système de gestion de la batterie largement utilisé ne sont pas idéales, que la technologie n'est pas suffisamment mûre, que le champ d'application est restreint et que la variété est insuffisante. Les détails peuvent être résumés dans les cinq aspects suivants :

L'utilisation à long terme de la batterie au lithium de puissance peut entraîner une collecte de données inexactes par le système de gestion de la batterie.
Le système de gestion de la batterie ne peut pas estimer avec précision la valeur SOC d'une batterie lithium de puissance pendant tout son cycle de vie.
L'équilibre énergétique entre les différentes cellules de la batterie doit encore être amélioré.
Les fonctions d'autodiagnostic et de maintenance du système de gestion de la batterie ne sont pas idéales.
Les systèmes de gestion de batterie actuels ont un champ d'application restreint et manquent de mobilité et d'adaptabilité.