为什么新能源汽车电池，不能精确显示剩余电量呢？

随着电动汽车的快速发展，消费者开始高度关注电动汽车的续航里程。甚至有些用户产生了里程焦虑，生怕出现类似手机电池耗尽突然关机的现象。今天让我们来详细聊聊汽车电池电量精确测量的难点和应对方法吧。

电动汽车电池电量测量难点

先来说说困难在哪？电动汽车电池电量准确测量涉及的因素包括：

电动汽车动力电池材料多样

↑电动汽车动力电池材料多样

精度是电动汽车电池电量测量的一个重要特性。而电动汽车动力电池材料多样。包括磷酸铁锂LiFePO4电池（红色曲线），钴酸锂电池LiCoO2电池（蓝色曲线）和新化学材料电池如三元素NMC电池（黑色曲线）。它们对电池电量测量提出了不同的要求。对于磷酸铁锂LiFePO4电池，其放电曲线平缓，电芯电压测量精度至关重要。为了防止过度充电和放电，电池单元应保持在满容量的20%到90%之间。在85kWh的电池中，可用于正常行驶的容量仅为60.9 kWh。如果测量误差为5%，为了继续安全地进行电池运行，必须将电池容量保持在25%至85%之间。总可用容量已从70%减少到了60%。

↑电动汽车动力电池安全可用电量范围

2. 电动汽车的使用环境恶劣程度极高

电动汽车北可能去到漠河经历零下40度的低温，西可能去到火焰山经历零上50度的炙烤。同时潮湿、机械应力和长达15年以上的使用寿命都对动力电池提出了和手机电池迥然不同的环境耐受度要求。

3. 电动汽车动力电池是电池组，结构复杂

↑电动汽车电池组结构

电动汽车动力电池是由最基础的电芯Cell组成电池模块Module，再由模块Module组成电池组Pack。而手机为单体电芯。电动汽车电池由几节电池串联组成。一个典型的电池组（具有96节串联电池）以4.2 V充电时会产生超过400 V的总电压。电池组中的电池节数越多，所达到的电压就越高。所有电池的充电和放电电流都相同，但是必须对每节电池上的电压进行监控。为了容纳高功率汽车系统所需的大量电池，通常将多节电池分成几个模块，并分置于车辆的整个可用空间内。典型模块拥有10到24节电池，可以采用不同配置进行装配以适合多个车辆平台。模块化设计可作为大型电池组的基础。它允许将电池组分置于更大的区域，从而更有效地利用空间。

↑电池组的水桶效应

同时动力电池由于由多个电芯组成，因此最弱的电芯就限制了整体电池组的性能。也就是大家熟知的水桶效应，整体的电量受制于最弱电芯的电量。过度充电或者过度放电都会损坏相应电芯。

电池测量技术的提升助力电动汽车电池电量的精准测量

说完了电动汽车电池电量的测量难点，我们说说解决方案。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

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节电池的LTC6811。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。

电池管理系统：完整信号链

高电芯测量精度拓展可用电量范围

↑电芯电压测量精度与电池可用电量范围

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。

以亚德诺半导体ADI为例，BMS电池管理系统电池主监控IC产品已迭代至第四代。能够对12个甚至更多的电芯通道电压和温度进行精度优于1.2 mV的高精度监控。

2. 精准齐纳参考源应对恶劣环境挑战

↑BMS IC 内部框图

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。

↑精度随PCB装配应力（左上）湿度（右上）温度漂移（左下）长期漂移（右下）影响

LTC68xx系列使用了实验室级的齐纳二极管基准电压源，这是ADI经过30多年不断完善的技术。埋入式齐纳二极管将结放置在硅表面下方，远离污染物和氧化层的影响。其结果是齐纳二极管具有出色的长期稳定性、低噪声和相对精确的初始容差。在整个汽车级温度范围-40°C至+125°C内，漂移都小于1 mV。随着时间的推移，齐纳二极管基准电压源具有更出色的稳定性，至少比带隙基准电压源提高5倍。类似的湿度和PCB装配应力测试表明，埋入式齐纳二极管的性能比带隙基准电压源更胜一筹。

3. 电芯均衡破除水桶效应

↑带泄放电阻的被动电池平衡器

BMS还提供重要的保护措施，以防电池受到损害。电池组由多组独立的电池单元组成，这些电池单元无缝合作为汽车提供最大的电力输出。如果电池单元之间失去均衡，它们会受到应力影响导致充电过早终止，进而会缩短电池的总体寿命。

被动平衡会让电池组每个单元的容量近似与最弱单元相同。它在充电周期中使用相对较低的电流，从高 SoC 电池消耗少量能量，使得所有电池单元充电至其最大 SoC。这是通过与每个电池单元并联的开关和泄放电阻来实现的。高 SoC 电池放电 (功率消耗在电阻中)，因此充电可以继续，直至所有电池单元都充满电。

↑动力电池可用电量和浪费电量的关系

以上，电池测量技术的提升，通过拓展电量可用范围、精准齐纳参考源应对恶劣环境挑战和电芯均衡破除水桶效应，来助力电动汽车电池电量的精准测量。就相当于最大程度的减少了啤酒顶部的泡沫，留下货真价实可以喝的美酒。未来的电动汽车电池技术一定会更精准更智能。从而消除用户的里程焦虑，让消费者放心畅游。

新能源电池技术有哪些

新能源电池技术有哪些，目前，市场上使用的新能源电池技术是有几种的，但是也不知道具体是有哪些的，我为大家整理好了新能源电池技术有哪些的相关资料，一起来看看吧。

新能源电池技术有哪些1

目前，新能源汽车所采用的新能源电池技术主要是三元电池和锂电池磷酸铁，鉴于技术的发展，我们仍在研究电池寿命、安全性和成本，这是影响电池的主要因素。

磷酸铁锂离子电池是指以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池，不含贵金属元素(如钴等)。由于没有贵金属材料，磷酸铁锂离子电池的原材料成本可以压缩得很低。而且安全性和稳定性高，分解温度高达700-800度，不会释放氧分子。

此外，其循环寿命超过2000次，因此许多制造商将选择磷酸铁锂离子电池作为电动汽车的电池。客观地说，新能源汽车的崛起也与磷酸铁锂离子电池密切相关。

但是这种电池也有一个致命的缺点，就是低温性能差，即使纳米化，涂碳，这个问题也解决不了。研究表明，容量为3500毫安时的磷酸铁锂离子电池可以在-10的环境下工作。结果，经过不到100次充放电循环，其电容量急剧衰减到500mAh，基本报废。

而且锂电池中的锂是一种稀有金属，因此锂电池的价格就比较贵了，价格降不下来就不能大批量推广。一小块手机就以及价格不菲了，因此动力用锂电池的.话只有小范围可以，大范围的话造价就很高了。

与磷酸铁锂离子电池相比，三元锂离子电池在低温下更稳定。此外，以镍钴锰酸锂为正极材料、石墨为负极材料的锂离子电池具有高电压平台，这意味着在相同体积或重量下，三元锂离子电池的比能量和比功率更大。

那么为什么如此高效率的三元锂离子电池备受争议呢？那是因为三元锂材料热稳定性差，在200左右会分解，化学反应剧烈，所以电解液在高温应用下会迅速燃烧，产生连锁反应。说白了就是三元锂容易着火。

目前我国纯电动汽车主要使用锂离子电池这种 新能源电池技术。锂离子电池可分为正极材料、负极材料、电池隔膜、电解质等部分。新能源汽车的发展路况很非常复杂。想要正常驾驶，需要通过电池的功率、续航里程、安全性。因此，各国在新能源汽车的电池研发中都非常注重能源安全、能量密度和循环寿命。新能源汽车的新能源电池技术研发是一项复杂的任务。要保证动力和续航，一般有两个方向：一是多装电池，二是提高能量密度。

但是电池越多，重量越大，成本越高，不符合汽车公司的要求。汽车公司普遍追求电池能量密度的提高。目前，新能源汽车携带的电池能量密度低于300瓦时/千克。为了提高续航能力，有必要提高电池的能量密度。以电池为例，随着能量密度的增加，锂离子必然会增加，而锂离子稳定性差，容易燃烧。因此，如何实现能量密度和安全性的高度平衡也是汽车动力电池研发中的一个难题。

然而，令人欣慰的是，各国都在 新能源电池技术的研发方面取得了一些突破。今年，宁德时代宣布将发布自修复长寿命电池。此前，蜂窝能源还在开发四元电池和固态电池，松下表示将打造无钴电池，这是新能源汽车电池领域的重大事件。对于汽车动力电池的发展，这些产品可能会为行业发展带来新的可能性。那么就让我们一起来期待动力新能源电池技术如何在下一步解决这些问题吧。

新能源电池技术有哪些2

新能源电动汽车电池优缺点

一、铅酸电池

优点：

1、原料易得，价格相对低廉

2、高倍率放电性能良好

3、温度性能良好，可在-40~+60℃的环境下工作

4、适合于浮充电使用，使用寿命长，

缺点：

1、比能量低，一般30~40Wh/kg

2、使用寿命不及镍镉电池

3、制造过程容易污染环境，必须配备三废处理设备。

二、氢镍电池

优点：

1、与铅酸电池比，能量密度有大幅度提高，比能量65Wh/kg，体积能量密度都有所提高200Wh/L

2、功率密度高，可大电流充放电

3、低温放电特性好

4、循环寿命（提高到1000次）

5、环保无污染

6、技术比较锂离子电池成熟。

缺点：

1、正常工作温度范围-15~40℃，高温性能较差

2、工作电压低，工作电压范围1.0~1.4V

3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵，但是性能比锂离子电池差。

三、锂离子电池

优点：

1、比能量高达160Wh/kg

2、自放电率较低、无记忆效益、

3、无污染、寿命长、重量轻、电压可达4.7V

缺点：

锂遇水会燃烧，过充电非常危险，因此要求电池管理模块技术较高

四、燃料电池

优点：

1、比能量高，汽车行驶里程长

2、功率密度高，可大电流充放电

3、环保，无污染。

缺点：

1、系统复杂，技术成熟度差

2、氢气供应系统建设滞后

3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重，在国内的燃料电池车寿命较短。

新能源电池技术有哪些3

一、新能源汽车的优点：

1、环保，新能源汽车不采用燃油动力装置，不需要柴油，汽油，而是清洁能源，比如电，太阳能，等，减少二氧化碳的排放。

2、不限号，在大城市新能源汽车是不限号的，更方便出行。

省燃油钱，如果使用燃油费大概6角到8角每公里，然而新能源只需要电费而已。

4、传动效率高，新能源一般采用电机传动效率高。

5、政策补贴，现在的新能源汽车享受政策补贴一辆车还能省不少钱。

二、新能源汽车的缺点：

1、汽车续航里程短，新能源汽车一般都是电动的，电池的蓄电量有限，持续行驶的里程也会受限

2、汽车售后服目前好不成熟，新能源汽车各方面都还在摸索、改善中，对于新能源汽车的售后维修，基本没有很多熟练的维修人员，不能及时维修

3、汽车成本较高，电动车为了能反复充电和续航，必然需要好的电池，好的电机，成本相当高

4、汽车充电难、充电慢，新能源汽车应为受限于各方面的条件，还没有完全普及，充电桩有限。

---