電池控制系統到底是如何工作的？別克電池包內部細節曝光

時下的汽車行業，彎道超車的概念很火，以致於很多人會以為中國是最先發展電動汽車的。其實通用公司早在上個世紀就投入了大量的財力物力研發電動汽車。前幾天電駒參觀了通用汽車位於上海金橋的動力電池中心，徹底拆解了別克Velite 6（一款即將上市的插電式混合動力汽車）的電池包，還仔細地觀察了其生產線，並與工程師進行了深入的交流，下面電駒以別克為例，為大家介紹一下電池包的BMS和熱管理系統。

通用汽車與電動技術

1987年的時候通用的電動汽車就已經技壓群雄，以壓倒性的優勢奪得了在澳大利亞舉行的」World Solar Challenge"比賽冠軍。隨後，通用的工程師於九十年代到世紀之交時研發出了民用電動汽車Impact和EV1，但是通用方面卻沒有將電動汽車大規模推廣，甚至主動取消了生產計劃。

通用當時做出這樣決定的原因是加州空氣資源管理委員會擬出台法規，規定汽車廠家必須出售一定比例的零排放車型，否則將面臨巨額罰款。通用汽車為了顧及在傳統汽油車領域的利益，把很多電動技術雪藏了，因為他們擔心「通用的電動汽車技術太超前，過早推向市場會促使加州政府出台更嚴苛的排放法規，影響燃油車的銷量和利潤」。

當然，歷史只代表過去的輝煌。通用汽車如今在電池領域水平如何？下文將從電芯、電池管理系統（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，簡稱BMS）、熱管理系統三個角度介紹。

電芯10年衰減率小於20%

工程師介紹，別克目前電芯的供應商是LG和日立，但考慮到國內新能源補貼政策，別克正考慮引進國內的電池製造商。但無論是哪家供應商，電芯均要滿足別克的標準：3750個充放循環的容量保持率要高於80%。也就是意味著車主每天進行一次完整的充放電，10年後電芯的容量不得低於80%。

電池管理系統

對於鋰電池組來說，電池管理系統是不可或缺的，是維持電池組正常運行的必要條件。BMS的技術含量不低，一套好的BMS系統可以保障電池在生命周期內工作狀態良好，如果BMS水平不過關，電池組容量提前大幅衰減甚至掛掉都是大概率事件。

BMS這麼重要，究竟是起什麼作用呢？以別克Velite 6的BMS為例，它可以實時監測和管理每一片電芯的狀態，包括電壓、電流、溫度。

Velite 6的BMS裝有VITM模塊，可以對每一片電芯電壓的監測精確到千分之一伏，同時對溫度、充放電電流等進行精確監控，從而讓車輛對電池剩餘電量和剩餘行駛里程進行精確的估算。別克的工程師說道，大家的手機用一段時間後經常會出現低電量自動關機，有時甚至從10%就突然關機了，這種現象在汽車上是絕對不允許出現的——別克要求在生命周期內對剩餘電量、里程等信息進行精確估算。

除了對電池監控之外，Velite6的BMS集成的繼電器系統和柔性電路板，可以對電池進行智能控制。一旦某片電芯的電壓出現異常，管理系統會通過繼電器對其進行「特殊照顧」，直至恢復正常。

如果某個電芯的電壓相對較高，系統可以對其優先放電；充電時，如果某個電池先充滿，會造成過充，形成安全隱患，系統會對每一顆電池進行監測，用大小不等的電流為每一顆芯充電，保證所有電芯同時充滿。

一旦出現極端情況，比如某片電芯徹底損毀，Velite6的BMS可以「屏蔽」掉這顆電芯，從而使整個電池包仍然可以正常工作，雖然代價是電壓和容量會有所下降(少了一顆電芯的必然結果），但總比「一芯有難，全家圍觀」要強不少。

「毛細血管」熱管理系統

BMS負責對電池的溫度進行監測，但調節的過程則由熱管理系統來完成。以別克VALLITE 6為例，整個電池包由104片電芯串聯而成，配備了通用自主研發的熱管理系統，採用液冷方式控制電池組的溫度，每一片電芯都與充滿冷卻液流道的嵌入式換熱片緊緊貼合，從而系統可以從內部控制電池組的溫度。

2片電芯+泡棉+換熱片+框架組成Mini堆垛單元，26個單元組成一個模組，兩個模組連接封裝後成為電池組總成。固定電芯的框架有兩處黑色膠圈，分別與換熱片的進水口和出水口相連，26個框架的安裝好後，通過膠圈的密封會形成一條密閉的水道，一進一出形成水迴路，並與主散熱器、壓縮機、加熱器等製冷或者制暖設備相連，從而實現對冷卻液溫度的精確控制，進而完成對電池內部溫度的控制。

熱按理系統會根據需要，為冷卻液進行被動散熱、強制散熱、或者加溫。如果電池內部溫度不是特別高，冷卻液會流經機艙內部的主散熱器進行被動散熱，如果電池大功率放電導致電池內部溫度快速升高，系統會使用壓縮機為冷卻液進行強制降溫；如果冬天電池需要升溫時，位於電池包內入水口處的加熱器則會自動啟動。

通過上述機制，別克Velite6的電芯溫度可以常年保持在10-35度之間。據通用方面介紹，「這套換熱使電池組散熱循環能夠精準分布到每個電芯單元進行冷卻，確保整片電芯溫差控制在2℃以內，有效保證了電芯的一致性。同時，其工作溫度範圍寬達-30℃~55?C，環境溫度適應性領先業界。」

通過各個細節的拆解，相對大家對於電池包內部的結構有了更充分的認識。如果您還有什麼疑問，歡迎您在下方留言，電駒會第一時間為您解答哦。

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