為什麼電動汽車電池不能精確顯示剩餘電量?

時間 2021-05-11 14:46:49

1樓:Leon Lee

都寫那麼多bms的soc演算法……bms上報的精度怎麼也得有0.4%,這個資料告訴使用者有必要嗎?使用者關心的是能走多遠,soc與續駛里程並不是線性關係,多乙個數反而容易引起誤會,所以一般電動汽車現在都不會直接告訴使用者具體soc數值

2樓:小心假設

3樓:甲戌青年

電動汽車不能精確顯示電量,有以下幾個原因:

1 電池的不一致性。電動汽車的電池有成百上千塊的電池組成, 有的為磷酸鐵鋰電池,有的為三元電池,這些電池通過串並聯組成電池模組,再組成電池包(PACK)給電池供電。在這些單體電池生產的時候,並不能保證每塊電池有著完全相同的物理化學特性,致使在使用過程中,每塊電池單體的衰退是不一樣的。

有的電池單體衰退快,有的電池單體衰退慢。這些電池單體串聯或者併聯供電,這種連線方式會進一步增大電池單體的差異性。

2 電動汽車的使用情況。汽車的行駛工況複雜,環境惡劣。在電池工作或者靜置過程中的電池電量顯示是存在差距的,溫度的不同也會致使電池的容量發生變化。

3 電池的管理系統精度。電動汽車電池組最後由電池管理系統,也就是BMS,來最後採集電池的剩餘電量,最後顯示給駕駛員。bms中採用的演算法不同,嵌入的電池模型不同等,會得到不同的電池電量採集結果。

4樓:數字電力

這個問題是所有會開車的關注的問題,問的很好,所有的技術都需要不斷的更新改進。感謝老師們的解答 ,都有一定的道理,結合使用情況的分析。慢慢的都會有滿意的驚喜。

5樓:

我就提我自己接觸的部分:

低端電動車的電池,像代步車這種,都是鉛酸電池居多,而因為成本原因,我們在檢測電量時通常都是只檢測其電壓值,作為電量的參考——其實是非常不準確的。

首先,假設電壓值能表示真實的電量,那檢測電壓本身就是有誤差的,最簡單的也是最常用的方法是把電池電壓進行分壓然後輸入微控制器,通過ADC取樣,然後通過演算法過濾來獲得當然電壓對應的ADC值。但微控制器的參考電壓,即5V或3.3V,通常是DCDC降壓所得,本身就是不太準確,稍有偏差就會導致電壓檢測不準確,不過通過過濾演算法之後,也不至於太差

其次,電壓值不能表示真實的電量。動力電池都需要面對瞬間或持續的大電流輸出,這都會影響電壓值。簡單說,上坡或加油時,有大電流輸出,那電壓就會被拉低,自然就不準確了。

但,不影響我們做介面的時候,還是用百分比來表示電量,比如電壓超過60V時(鉛酸電池標註的是60V的話)就是100%,然後多少就是0%,所以精確顯示剩餘電量純粹是笑話。

相對來說,鋰電池的電量,會更精確一點,具體演算法我也不清楚,但因為作為動力電池,它受影響的因素太多,不準確也是肯定的,我覺得也不需要太過糾結了。

就像,一些汽車顯示續航里程,堵車10分鐘後,續航里程就急劇下降,一會在高速上跑幾分鐘,續航里程就又回來了。

6樓:鄭艷磊

大部分電動洗車採用的是鋰電池,我不懂;說說採用鉛酸電池的,為什麼顯示不準確吧。

判斷鉛酸電池荷電量有兩種方法,一種是放電法,二是開路電壓法。

放電法就是把電全部放出來,電流乘以時間,得知帶電量;這種方法非常準確,可惜沒法用啊~~讓我想起了判斷火柴是否能劃著的故事……

二是開路電壓法。鉛酸電池不同於其它所有電池——對的,其它所有電池——可以根據開路電壓來判斷帶電量,如下圖:

此法在一定條件下比較準確,但條件是:停止充電或放電一小時以上。這就尷尬了……大部分時間電池不是在充電就是在放電啊,只有儲存期間才能用這個方法啊。

能不能通過電源管理模組記錄充進去和放出來的電量差來判斷荷電量呢?也不行,因為是鉛酸電池充滿電通常需要充進去放出電量的103%-109%才行,有誤差啊。

能不能在放電過程中根據電壓來判斷呢?理論上,如果放電電流恆定,是可以根據放電電壓曲線來判斷的。例如,如果放電電流是0.

1C,那我們就可以將放電電壓和標準的0.1C放電電壓曲線對比來判斷,如下圖是一張某型號電池的0.1C放電曲線:

如果你也是進行0.1C放電,那麼當放電至12.0V時,你就可以根據此曲線判斷電池的放電深度為54%左右,荷電量SOC為46%左右。

如果是其它放電率,曲線就大不同:

可是,可是,可是……實際應用中的放電電流不可能恆定啊,通常是忽大忽小的,還有可能伴隨著充電,那這個誤差就大了去了……

但根據電壓來判斷荷電量非常簡單,也比較直觀,所以大部分電量顯示器都採用的是此法。這也是為什麼一腳油門下去,電量會急劇下降,一鬆油門,電量又回來的原因。實際上,下降的只是電壓,不是電量。

7樓:葉德禹

手機電量顯示就准嗎?

不准是因為檢測的是電池電壓,電壓和容量又不是線性關係。

而且電池在不接外電路情況下,電壓永遠不變。

還有就是廠家要讓你覺得這車耗電少。

8樓:段天

哈,專業學電的,首先告訴你,你手機顯示的電量也是不准的,大多數都是判斷電壓來估算電量的,若想精確知道電池電量,需要用到庫侖計晶元,並且得已知電池引數,並且在電池正式使用前安裝,e簡單的說就這麼多,用於日常裝逼足夠了~~哈

9樓:Caster

可以精確~

我騎電驢向來直接看電壓顯示~

還剩多少公里心知肚明~

額……等等莫非問的是電動汽車?

電動汽車有精確顯示啊?跟手機一樣的,還有剩餘里程都有啊?

哪個牌子的電動汽車連這個都沒有……?

10樓:windseeker

首先電動汽車是可以精確顯示百分比的,只是有些車型沒有顯示而已。因為不顯示也是要精確計算電量值(也即行業內說的SOC)。但是從目前來看,SOC計算精度較差,做到5%以內非常不錯了。

SOC計算精度較差原因有很多,排名第一的答案講的比較全,這裡我從電池角度簡單將原因歸為兩類:

1、動力電池化學特性。不同體系的動力電池,放電曲線差別非常大!如下圖(手繪圖,僅用於簡單對比說明):

國內用的較多的是磷酸鐵鋰(LFP)電池,其在放電期間有非常長的平台區域,這對SOC計算非常不利。放電平台的SOC計算精度很低,可能會大於10%以上。

國外就說特斯拉吧,用的三元材料NCA電池。NCA的放電曲線沒有明顯的平台區域,用OCV法估算SOC即簡單準確度又高。手機電池用的鈷酸鋰電池也類似,所以大家看到手機電池都能顯示準確的電量百分比。

2、電池在不同溫度下放電,放電曲線與常溫又不一樣,需要進行溫度修正。放電電流也類似,都會影響到電池電量發揮,因此SOC計算不會是簡單的OCV法或安時積分法,會增加很多修正係數或演算法。複雜的演算法必然會帶來計算誤差,而且採用的演算法還不一定是最好最準確的。

11樓:鐘志強

SOC估測似乎目前都沒有得到乙個很大的突破。在2023年的時候,我們與深圳巴士集團運維部的負責人交談,獲悉當時在深圳執行的電動大巴「跳電」現象比較嚴重,這就是BMS的soc估算不夠精確。當時凌力爾特還沒有推出6804,後來凌力爾特的工程師說6804比之前的6803對這一塊估算更加精確。

其實一些專家、整車企業的技術人員認為soc作為bms的基本功能,一直需要更大的突破。「跳電」幾乎是國內的電動汽車一種『普遍的現象』。

相關的文章可以閱讀:http://www.

12樓:

隨機變數太多,無法用數學公式描述,怎麼求精確解。數學和物理都可以有精確解,除此之外的任何學科恐怕都沒有精確解,不過,樓主可以考慮考慮大資料O(∩_∩)O哈哈~

13樓:高凱

上面的人明顯都沒騎過電動車好嗎

我的電動車騎乙個星期,電量指標一直都指著滿格好嗎!!!!!!!!

它!!根!!本!!就!!沒!!變!!化!!

指標一旦開始動,很快就沒電了。

我騎過3個品牌的電動車,都是這樣的。

14樓:Lee James

樓上好多專家,收益不淺。不過能不能換個思路?按專家 @張抗抗 所言,要找到這個模型的數學解析解難度太高。

既然找不到解析解,統計學習方法也許是不錯的想法。電池容量、電池放電特性、冷車開路電壓、電池「年齡」、使用溫度、電能「積分」、工況等等不就是可以用來的建模的特徵嗎。我的想法是只要電池特性的一致性好,那麼用機器學習的方法完全可以解決這個問題。

以上,供各位專家批評。

15樓:蘇之書

自行車上有個小碼表,輻條上裝乙個,前叉上裝乙個,設定好輪子周長就ok。然後我就給移植到電瓶車上去了,48v12a,充滿電跑33km左右的樣子,常去的地方得知道距離,要麼就地圖查距離。百分百替代電瓶的百分比提示。。

16樓:張抗抗

題主想問的應該是電動車鉛蓄電池電量的顯示不「精確」,而非不「準確」。舉例來說:

如果實際電量為50%,估計出的結果A為 45%~55%,估計結果B為54%~56%。那麼顯然,結果A是「準確」的而非「精確」的;而結果B是「精確」的但並不「準確」。

回到原問題,那麼,為什麼電動車動力電池(包括鋰電池與鉛蓄電池)顯示的不「精確」呢?那是因為電動汽車動力電池的電量(一般稱為SOC, state of charge)估計比手機要困難得多,很難估計得「精確」。

之所以困難得多,涉及的因素很多,例如:

1. 電動汽車的使用工況比手機複雜得多,有大功率放電(加速,爬坡),有小功率放電(中小車速巡航),甚至有充電(制動能量回饋)。

2. 電動汽車的使用環境比手機要惡劣,低溫、高溫、潮濕等都會影響SOC估計的難度。即使是手機或ipad的電池,在低溫下放置一段時間再使用,其電量估計也會有問題。

3. 電動汽車動力電池是電池組(battery pack),而手機為單體電池(battery cell)。電池組的電量定義就是乙個複雜的命題,舉個簡單的例子:

由n個單體電池組成的電池組,當某乙個狀態不佳的電池放空時,整個電池組就放不出電量,就為0了。而實際上,電池組的其它n-1節單體電池還是有電的。

綜上,是因為電動汽車動力電池的電量估計難度較大,所以不得不顯示得不「精確」。如果哪天某個電動汽車像手機一樣,以百分比的形式顯示得非常精確,那司機也不要輕信,那個不太靠譜的。

當然,隨著技術的進步,將來有一天,電動汽車的剩餘電量也是有可能估計得非常靠譜的。

%%%%%9月19日補充%%%%%

之前的回答,應該已經從重點的幾個方面,來闡述了為什麼電動汽車的剩餘電量估計比手機要難得多。下面,從更深入的角度補充幾點,可以作為與其它答案的呼應:

常用SOC(剩餘電量)估計方法:

首先舉乙個大家較為熟悉的例子: GPS定位。目前,以手機為載體的GPS定位已經相當精確,可以到公尺的數量級。

而對於飛彈來說,這樣的定位還不夠,有兩點不足:一不夠精確,二不夠實時(就是說需要幾秒鐘才能定位成功)。因此,飛彈上有另外一套系統作為補充:

加速度感測器。

與衛星GPS定位相比,加速度感測器的特性是完全互補的——非常精確(至少到mm數量級)且實時,但存在乙個問題,就是誤差是累加的。打個比方,蒙上乙個人的眼睛讓他走直線,前幾十公尺可能看不出來,走幾千公尺,方向轉了180度也是可能的。

有沒有一種方法讓衛星GPS定位與加速度感測器進行「資訊融合」,以實現優勢互補,從而得到「最精確、最準確」的定位呢?答案是有的,就是卡爾曼濾波演算法——OK,到此為止,不再深入。

這個例子與電池SOC估計有什麼聯絡呢?常用的SOC估計方法也是兩種:

第一種叫做開路電壓法——根據電池的開路電壓(狀態量),來估計電池的狀態。這很容易理解,剛充滿的電池電壓高,放光電的電池電壓低,電量與電壓是存在對應關係的。這種方法可模擬為衛星GPS定位——無累積誤差(因為是根據狀態量進行判斷),但精度低(受各種因素影響,之前的回答已經解釋)。

第二種叫安時積分法——根據電池的電壓積分(流量)來估計電池的狀態。打個比方,給電池充進去100度電,通過測量每一時刻的電流再累加起來算出來放出了50度,那麼剩下的電量,就是50度。這種方法可以模擬為陀螺儀——精度高(瞬時測量的精度不只1%,0.

1%的電表也很廉價且常見了)但有累積誤差。此外,即便是電流錶是「上帝牌」的,完完全全地精確,那安時積分法也是離不開開路電壓法的,為什麼呢?因為電池本身的性質是會衰退的,是會變化的。

學術上,或者某些先進的汽車公司中,通過卡爾曼濾波演算法,將開路電壓法與安時積分法結合起來,以求得到「最精確」的SOC估計,但也常常會犯錯,原因就是對電池本身多變的演化性質認識不夠深入。

而國內汽車企業所開發的電動汽車,一般是將開路電壓法與安時積分法分開來用:在車輛靜置足夠時間後(例如早上剛開啟汽車),用開路電壓法來估計出發時的電量,記為SOC_start。待車開起來後,電池狀態變得複雜、開路電壓法不再生效,再由安時積分法,以SOC_start 為基準來估計當時電量。

Bill的答案主要強調了安時積分法環節可能遇到的問題。 而本人之前的回答不包括這一方面,主要還是覺得,使電動汽車的SOC估計變得困難的主要因素,還是在於電池組本身性質建模之難。或者,換句話說吧,能使電動汽車的SOC估計變得越來越精確的研究領域中,電池單體及電池組的性質是重點方向,而改進電表精度並不是研究方向——現在已經足夠精確了,再精確也用處不大了。

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