新能源汽车电池均衡怎么做_一种新能源汽车电池管理系统主动均衡方案

1.深度：研判上汽通用微蓝7的电驱动技术及控制策略

电动车显示均衡总故障是静置状态或充放电状态下电池组间的压差大于规定值。

这种故障产生的主要原因是单体电池之间的容量不一致、内阻不一致或电池自放电速率不一致，也最终导致单体电池间充放电不一致，使电池组的整体容量降低。

此时不对电池进行恢复，电池组的寿命将加速衰减。

目前电源管理系统均衡的方法主要为主动均衡和被动均衡两种，现有电压均衡方式的均衡效果受到接触内阻的影响，并且压差不大时，充放电电流较小，均衡需要时间长。

深度：研判上汽通用微蓝7的电驱动技术及控制策略

新能源汽车的电池管理系统

电池管理系统(BATTERY MANAGEMENTSYSTEM，BMS)，俗称电池保姆或电池管家，是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，集电池或电池组的监测和管理于一体。

主要功能就是为了能够提高电池的利用率防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。主要有三大功能模块:显示模块、中央处理模块、终端模块。

BMS的关键技术涉及电池电压测量，数据采样频率同步性，电池状态估计，电池的均匀性和均衡，和电池故障诊断的精确测量等。特别是电池状态估计，涉及到系统架构和一系列算法问题，技术门槛极高。

2020年7月上市的别克微蓝7是上汽通用品牌下首款电动SUV，整车长宽高为4264x1767x1616mm、轴距为2675mm；驱动电机最大输出功率150千瓦、最大输出扭矩350牛米、最大转速8800转/分；搭载的动力电池系统能量密度XXX、装载电量55.6度电、NEDC续航里程500公里。根据别克官方对微蓝7的整车介绍看，具备用于平衡舒适性、续航里程和能量回收需求4种行车模式（标准模式、OPD单踏板模式、ROD一键增强动能回收模式以及OPD单踏板模式+ROD一键增强动能回收模式）可以由驾驶员自行选择。

别克微蓝7电动SUV所集成的电驱动和控制技术、动力电池系统与热管理控制策略，全部采用基于LG提供的诸多技术整合而来。尤其是，微蓝7使用的2组软包电芯+1组液冷板的热管理技术，为通用集团最具特色的车载动力电池解决方案。微蓝7搭载的动力电池能量密度为133wh/kg，这种基于软包电芯和液态热管理控制技术，可以让电池总成内电芯最大温差控制2-3摄氏度，以安全性为牵引而非一味的寻求提高能量密度换取更长续航里程的研发策略。

1、微蓝7基础技术状态：

微蓝7延续了2016年之后量产新能源车的家族化外观识别特征，3D立体几何切面图案替代传统进气格栅，在前部、后部、侧围等外观覆盖件的造型遥相呼应，营造出“EV”专属特色。

光导式LED飞翼镀铬条，与回旋标样式的前LED光导日行灯连成一体，形成贯穿式灯带。导流气帘强化展翼式设计元素，可减少前轮紊流，降低风阻，降低电耗。

侧重于驾驶员行车便利性与操控安全的内饰及更多实体开关按钮，与当下太多“造车新势力”推崇的“一块大屏解决一切”的策略完全不同。

多功能方向盘的左侧主要用于辅助驾驶和行车电脑控制、右侧区域用于对蓝牙和音响等常用功能控制。

中央显示屏常规显示功能包括导航、音响和日常应用APP等功能。作为驾驶员显示屏行车参数的延展，中央显示屏提供了完整的能量流和动力电池电量分配状态。

与在售其他品牌的电动汽车不同，微蓝7特别为驾驶员提供动力电池装载电量分配状态显示功能。在能量流的2级子目录中，可以显示百公里综合电耗、最近一次充满电后瞬时电耗以及用于驾驶、空调和电池调节电耗分配状态。

其中电池调节项为热管理控制系统中低温预热和高温散热功能开启后所消耗的装载电量百分比。

在空调系统控制面板上，可以对温度、风量、前后风挡玻璃除霜、内外循环以及座椅通风/加热功能进行快速选择。需要特别注意的是，为常用的音响、空调系统设定物理实体按键，并不是老套的设定，而是严格处于行车安全需要。

微蓝7的换挡控制面板采用全新的按键式挡位选择技术，P\R\N\D挡全部由开关替代以往的传统换单杆或换挡旋钮。配合全新引入的“单踏板”操控模式，单独设定了1组激活开关（红色箭头所指）。为了便于快速激活辅助驾驶功能中的车道偏离系统，也单独设定一组物理开关（**箭头所指）。

微蓝7长宽高4264x1767x1616mm、轴距为2675mm，得益于车型平台的电动化优势，后排乘坐空间可以与轴距2800mm车型相媲美，且平直的地板提升舒适性。

2、微蓝7电驱动技术与动力电池热管理控制策略：

此前测试的别克微蓝5?EREV车型，最大程度继承了通用旗下雪佛兰沃蓝达的电驱动技术。别克微蓝6（310版和420版）EV车型，是基于新能源政策、补贴以及电池“白名单”的硬性要求，改用上汽荣威ei5（300版和400版）的电驱动技术。别克微蓝7EV车型，则是在没有任何政策型要求大环境下，再次切换通用新能源车型习惯采用的源自LG的电驱动技术与软包电池系统。

上图为微蓝7电动SUV前部动力舱各分系统技术状态特写。

红色箭头：PDU控制模组

白色箭头：LG提供的OBC控制模组

**箭头：DCDC控制模组

绿色箭头：LG提供的驱动电机控制模组

蓝色箭头：博世提供的iBoost?2.0电液一体化制动总泵

微蓝7电动SUV没有引入“X合1”类电控技术，包括电机在内的电控系统与充配电系统，全部由LG提供。而LG不仅仅是通用新能源车用分系统供应商，也是欧洲奥迪、大众和路虎等品牌新能源车用电动化主要供应商。

从技术状态看，微蓝7的技术架构几乎就是此前美国市场量产的BOLT的升级版。尽管微蓝7搭载的最大转速只有8800转/分的驱动电机，与主流国产品牌车型相差甚远，但是采用与减速器一体化的油冷散热技术，则是降低电耗稳定性能的领先技术。

微蓝7采用3组独立的循环系统用于电驱动系统高温散热、驾驶舱空调制暖系统，动力电池热管理系统的高温散热与低温预热功能的实现。

**箭头：电驱动控制模组，DCDC、OBC和PDU控制模组共用的循环管路补液壶

绿色箭头：驾驶舱空调制暖循环管路补液壶（与1组最大输出功率7千瓦的PTC控制模组串联）

红色箭头：动力电池热管理循环管路补液壶（与水冷板控制模组和最大输出功率3千瓦的PTC控制模组串联）

微蓝7的采用通用传统电驱动供应商LG提供的电驱动、充放电控制系统和动力电池系统。意味着关键的动力电池技术和热管理系统控制策略完全不同于微蓝6。

绿色箭头：驾驶舱空调制暖系统的PTC控制模组（最大输出功率7千瓦）

白色箭头：驾驶舱空调制暖系统循环管路补液壶

蓝色箭头：动力电池热管理系统循环管路的水冷板控制模组

红色箭头：与水冷板控制模组直接关联（固定）的空调管路分配阀

**箭头：动力电池热管理系统循环管路的补液壶

需要注意的是，微蓝7的动力电池热管理控制系统技术，较微蓝6EV版再次提升。动力电池用PTC模组设定在靠近动力电池线缆接口的最前端，只用很短的管路即可导入加热后的冷却液为电芯低温预热，直接节约非行驶用电耗。

水冷板控制模组与空调管路分配阀直接关联（固定），一旦动力电池热管理系统的高温散热功能激活，来自电动空调压缩机输出的“冷量”经过分配阀直接与水冷板控制模组进行“冷量”交换，仍然是基于降低非行驶用电耗的有效措施。

红色箭头：空调管路分配阀

**箭头：水冷板控制模组

在任何工作环境下，驾驶舱空调制暖系统是不会进行任何制冷动作。而驾驶舱空调制冷模式开启，这组没有运行驾驶舱空调制暖系统和冷却液温度持续降低，则受蒸发箱体内携带“冷量”的空调管与冷却液箱体前后设定的影响，进行了被动的“冷热”交换。最终，驾驶舱空调制暖循环系统的冷却液，受空调系统影响而被动制冷。

在测试环节中，微蓝7的驾驶舱空调开启至最低温度运行1小时候后，动力舱内的驾驶舱空调制暖PTC模组和补液壶，温度持续降低甚至表面形成冷凝水。由于驾驶舱空调制暖管路只负责将独立循环体系中的冷却液经过PTC模组加热，通过电子水泵送至驾驶舱仪表台后的蒸发器内的冷却液箱体，最后在鼓风机的作用下吹出热风。

上图为通过热成像仪观测微蓝7驾驶舱空调制冷系统开启后的PTC控制模组、水冷板控制模组及1组补液壶温度状态。

红色箭头：驾驶舱空调制暖循环管路PTC控制模组表面温度降低至14摄氏度

绿色箭头：驾驶舱空调制暖循环管路补液壶表面温度降至18摄氏度

白色箭头：与电动空调管路分配阀关联的水冷板控制模组表面温度降至15摄氏度

由于驾驶舱空调制冷模式开启，电动空调管路分配阀与直接关联的水冷板控制模组温度降至相等状态，不能判定此时动力电池热管理系统是否开启。

动力电池热管理循环管路补液壶表面温度誉为47摄氏度

取掉约2摄氏度的误差（热成像仪拍摄距离），在停车“怠速”并开启驾驶舱空调制冷模式，动力电池内部电芯温度誉为36或38摄氏度。由于微蓝7的动力电池电芯温度可以保持在-35至5摄氏度范围运行，在电池放电效率处于最小状态，热管理系统的高温散热功能没有开启。如果在高负载及电池充放电倍率持续增加的状态，热管理系统的高温散热功能会提前激活，将电芯温度保持在36摄氏度左右。

上图为微蓝7电动SUV搭载的LG软包电芯与液冷板的结构简图。

此前上市的凯迪拉克CT6?PHEV、微蓝5?EREV和此次上市的微蓝6?EV车型，都采用LG提供的软包三元锂电芯，结合通用自行研发的动力电池热管理系统控制技术和策略。为的就是要动力电池总成内部不同位置的软包电芯温度尽量保持一致。软包电芯没有硬质外壳，可以更充分的与贴合的液冷板进行“冷量”和“热量”的交换。

微蓝7的动力电池总成能量密度为133wh/kg，在广汽新能源、上汽新能源以及海马小鹏类造车新势力车型搭载系统能量密度180wh/kg车型对比中完全不占优势。微蓝7使用的LG软包电芯的能量密度并不低，只不过上汽通用为微蓝7的动力电池总成铺设的过多的加强件，用来提高被动安全性。尤其“悬吊”在车身焊接底部的动力电池总成遇到类似于“穿刺”伤害时，钢制的下壳体虽然较重，但是保护效能更占优。

3、微蓝7多种驱动模式主观感受：

对于官方标定的NEDC续航里程500公里，实际使用环境的续航里程状态对比，受太多主观因素影响。综合微蓝7自重1.65吨、动力电池装载电量55.7度电等综合因素考量，全天候空调系统的综合续航里程或在450-470公里左右。

8800转/分的驱动电机，在车速保持在70-80公里/小时，电机转速处于4000-4500转/分，处于耗电量相对经济的最佳行车速度区间。

位于多功能方向盘左侧后端的“拨片”，在任意行车模式“短按”或“长按”，可以增加能量回收效率甚至可以完全替代制动系统。微蓝7配置的iBoost?2.0电液一体化制动总泵的控制策略是通过软件配合，尽量以电控模式提升能量回收效率，并根据制动踏板产生行程，将机械制动力与电控制动力“无缝连接”融合，向传统燃油车的制动效果贴合。

微蓝7的能量回收力度排序为标准模式<标准模式+ROD

在高速公路分道线划分清晰的用车环境，激活辅助驾驶功能十分便利，基本上就是“一键激活”状态。

基于当前中国的法律法规并没有对智能驾驶甚至无人驾驶技术做出明确规定的时机，微蓝7没有像那些造车新势力十分激进的配置L2.5级无人驾驶技术。在用车环境、道路状态和法律法规三者条件都不具备推广更高级别智能驾驶配置的时候，上汽通用直接选择相对“保守”的智能控制技术的实车应用，对于终端车主来说无疑是一个明智的选择。

笔者有话说：

微蓝7的整体技术架构实际上就是通用自有新能源技术体系与整车应用的延伸。尽管微蓝7的电驱动和电控技术没有进“X合1”类的整合，但是133wh/kg动力电池总成系统能量密度，基于软包电芯和液冷板热管理控制策略的标配；3套循环系统的配置，尤其是动力电池热管理系统循环管路的独立设定，有效的保证车辆主被动安全效能。

至于微蓝7在充电工况动力电池热管理控制策略，将会在后续深度评测中介绍。

新能源情报分析网评测组出品

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