基于新能源汽車鋰電池控制系統的發展與研究

葛業飛

安徽省產品質量監督檢驗研究院 安徽合肥 230601

新能源汽車在現有材料中鋰電池是一種很好的發展前景，它具有生熱、傳熱快，清潔等特點，同時它對充放電過程有極高的要求，這就為我們現在研究鋰電池的行駛安全提出了更高要求—散熱如何處理，本文主要是以方便快捷、節省能源消耗等方面進行了簡要分析，具體情況還要進一步論證。我相信，通過大量學者的不斷努力，一定可以實現，并具有重要的實用價值和借鑒意義。

1 鋰電池熱效應產生原理

鋰電池之所以作為新能源汽車驅動裝置，在于采用了兩個相互嵌入的鋰離子化合物作為電源導電的正負極而形成的二次型電池。當鋰離子在電場的作用下，他們就會按照一定規則移動，正電荷往單側移動，負電荷往另一側移動，形成電勢差，從而實現充放電過程[1]。現在大部分鋰電池都采用二氧化鋰這種材料作為反應器，在充電過程，二氧化鋰這種材料會在高電壓的作用下進行化學反應，釋放出鋰離子，鋰離子在電場作用下，經過一定規則移動會嵌入到負電荷一側，再一次形成碳-鋰化合物;放電時，原理大致一樣，位于負極的化合物在高電壓下，會進行化學反應，產生鋰離子，鋰離子在電場的作用下，按照一定規則移動，一部分移動到正極形成新的碳-鋰化合物，這樣不斷地進行化學反應-分離-結合，就形成了正負電荷的電勢差，工作特性如圖1所示，同時也就產生了電流，化學反應公式如下：

圖1 鋰電池工作特性

2 新能源汽車常見故障問題及產生故障的原因

2.1 動力電池故障

動力電池是支持新能源汽車運轉的關鍵，與傳統的汽車的不同在于新能源汽車是依靠電力而運轉的，最大的優點是二氧化碳零排放，有效實現節能環保理念，并且新能源汽車采用的是新技術和新結構，效率比較高。但是現階段，我國新能源汽車的發展還不夠成熟，還沒有得到廣泛的普及，導致充電困難，另外就是續航里程短，一旦動力電池出現故障問題，新能源汽車也就完全無法啟動[2]。

2.2 油電混合動力汽車常見的故障

油電混合動力汽車主要是在傳統汽車發動機基礎上延伸發展，并與新能源汽車的電機相互結合所制造出來的汽車，一方面有效降低資源能源消耗量，另一方面有效提升油電混合動力汽車的燃油性能。實際上油電混合動力汽在起步發動的時候電機和發動機同時運行，當汽車開始進行正常運行的時候只會使用到發動機，也就是依靠發動機燃油提供動力，確保油電混合動力汽車的正常行駛。針對不同規格的動力汽車進行調試，根據調試結論表明，同規格的油電混合動力汽車與傳統汽車相比具有一定的優勢，也就是在同樣行駛路程的情況下，油電混合動力汽車比傳統汽車的耗油量相對較少。

3 新能源汽車鋰電池控制系統的發展

3.1 鋰電池控制系統

方案一：在鋰電池周圍安裝冷卻液管道，就好比換熱器一樣，這樣散出的多余的熱量就會被冷卻液管道進行冷卻，已達到我們降溫的效果。

方案二：在實際生活中，我們通常會用通風機組對內部多余的熱量進行散熱，一方面是通風機組風力大，可以達到我們的要求，另一個方面散出的熱量可以很短的時間內就被釋放到大氣中，不會對周圍的線路產生很大的影響，但是，有一個前提，如果鋰電池擺放過于集中不利于內部空間散熱，我們可以把鋰電池進行樓梯或者斜坡方式擺放，相互之間的空隙變小，這樣有利于散熱。

3.2 ZigBee網絡拓撲結構選擇

ZigBee網絡層拓撲結構包括星型、網狀型和樹型。在新能源汽車電池無線充電功率控制系統中，負責電壓、電流和溫度信號采集的傳感器終端節點安裝在汽車鋰電池區域，接收信號的協調器、路由器則采用預埋暗敷的形式安裝在停車位中。當車輛駛入具備無線充電功能的停車位時，預埋在停車位下方的充電設備距離底盤距離近且中間無任何遮擋和障礙物，同時每輛新能源汽車只需與對應車位下方的協調器或路由器進行通信即可，所以對于信息發射的覆蓋范圍要求不高。所以星型拓撲結構是最適合的方式。

3.3 提升維修人員的專業技能和技術水平

雖然現階段，我國新能源汽車的發展還處于初始階段，但是科學技術的更新換代，勢必會促進新能源汽車制造工藝的改革和創新，傳統的維修理念和維修技術已經無法滿足新能源汽車的維修需求，為了促進新能源汽車的可持續發展，需要不斷提升維修人員的專業技能和技術水平，畢竟在新能源汽車故障維修過程中起到重要作用的是維修人員，為了有效提升維修技術發展水平，就得注重專業維修人員的培養。定期組織維修人員參與教育培訓。不斷提高維修人員“安全第一、質量第一”的維修意識，維修人員需要學習更多先進的維修知識，不斷完善和充實自身的知識儲備，掌握更多先進且科學的維修技術[3]。

4 結語

近年來隨著新能源電動汽車行業的崛起，新能源汽車在現有汽車保有量中的比例也在逐年增加。但是傳統的固定樁式充電設備由于建設成本和建設方式的原因導致充電樁數增加的速度遠遠低于新能源汽車數量的增長速度，從而造成新能源汽車的充電難問題日益突出。無線傳輸技術在生產生活中的下一階段目標就是將其應用于新能源汽車實現車輛無線充電。