解讀電池管理系統BMS的作用及特點(diǎn)

　　隨著(zhù)新能源概念的普及推廣，新能源汽車(chē)也逐步走入了千家萬(wàn)戶(hù)，新能源汽車(chē)作為尋常百姓的新購車(chē)選擇已經(jīng)開(kāi)始侵占著(zhù)原本屬于傳統燃油汽車(chē)的市場(chǎng)，作為目前新能源汽車(chē)最大的市場(chǎng)，中國的企業(yè)依靠著(zhù)新能源汽車(chē)首次與國外企業(yè)站在同一起跑線(xiàn)，不斷涌現的新技術(shù)新工藝，讓中國的新能源汽車(chē)行業(yè)有了更充足的底氣去放眼世界，心系未來(lái)。

　　提到傳統燃油汽車(chē)的核心關(guān)鍵自然離不開(kāi)俗稱(chēng)的“三大件”：發(fā)動(dòng)機、底盤(pán)以及變速箱，在這“三大件”上，中國技術(shù)落后以德日美為首的國外汽車(chē)廠(chǎng)商已是共識。而在新能源電動(dòng)汽車(chē)上也有俗稱(chēng)的“三大件”：電池、電機和電控，由于新能源電動(dòng)汽車(chē)在全球范圍內仍是較新的行業(yè)，各國企業(yè)的起步相差并不大，這也讓我國企業(yè)在汽車(chē)這個(gè)1886年發(fā)明至今的多用途動(dòng)力驅動(dòng)工具上擁有了與國外企業(yè)一較高下的條件。本文重點(diǎn)給大家介紹新能源電動(dòng)汽車(chē)“三大件”里的電控（業(yè)內普遍稱(chēng)之為電池管理系統BMS）。

　　新能源電動(dòng)汽車(chē)與傳統燃油汽車(chē)最大的區別是用動(dòng)力電池作為動(dòng)力驅動(dòng)，而作為銜接電池組、整車(chē)系統和電機的重要紐帶，電池管理系統BMS的重要性不言而喻，國內外許多新能源車(chē)企都將電池管理系統作為企業(yè)最核心的技術(shù)來(lái)看待，最著(zhù)名的例子就是大家耳熟能詳的特斯拉，特斯拉的電動(dòng)汽車(chē)“三大件”中，電池來(lái)自于松下，電機來(lái)自于臺灣供應商，而只有電池管理系統是特斯拉自主研發(fā)的核心技術(shù)，2008年-2015年期間特斯拉所申請的核心知識產(chǎn)權大都與電池管理系統相關(guān)，由此可見(jiàn)電池管理系統對于新能源汽車(chē)的重要性。而國內，電池管理系統BMS的研發(fā)生產(chǎn)主要集中在這三類(lèi)企業(yè)：

　　1、新能源汽車(chē)廠(chǎng)商，代表企業(yè)：比亞迪

　　2、電池PACK廠(chǎng)商，代表企業(yè)：沃特瑪、普萊德

　　3、專(zhuān)業(yè)BMS廠(chǎng)商，代表企業(yè)：惠州億能、深圳國新動(dòng)力

　　電池管理系統BMS到底有什么作用？

　　電池管理系統BMS是一個(gè)本世紀才誕生的新產(chǎn)品，因為電化學(xué)反應的難以控制和材料在這個(gè)過(guò)程中性能變化的難以捉摸，所以才需要這么一個(gè)管家來(lái)時(shí)刻監督調整限制電池組的行為，以保障使用安全，其主要功能為：

　　1、準確估測動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)

　　準確估測動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài) （State of Charge，即SOC），即電池剩余電量，保證SOC維持在合理的范圍內，防止由于過(guò)充電或過(guò)放電對電池的損傷，從而隨時(shí)預報混合動(dòng)力汽車(chē)儲能電池還剩余多少能量或者儲能電池的荷電狀態(tài)。

　　2、動(dòng)態(tài)監測動(dòng)力電池組的工作狀態(tài)

　　在電池充放電過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集動(dòng)力電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，防止電池發(fā)生過(guò)充電或過(guò)放電現象。同時(shí)能夠及時(shí)給出電池狀況，挑選出有問(wèn)題的電池，保持整組電池運行的可靠性和高效性，使剩余電量估計模型的實(shí)現成為可能。除此以外，還要建立每塊電池的使用歷史檔案，為進(jìn)一步優(yōu)化和開(kāi)發(fā)新型電、充電器、電動(dòng)機等提供資料，為離線(xiàn)分析系統故障提供依據。

　　3、單體電池間的均衡

　　即為單體電池均衡充電，使電池組中各個(gè)電池都達到均衡一致的狀態(tài)。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開(kāi)發(fā)的一項電池能量管理系統的關(guān)鍵技術(shù)。

　　目前市場(chǎng)上技術(shù)先進(jìn)的BMS應該有什么特點(diǎn)？

　　技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品穩定可靠將是未來(lái)BMS產(chǎn)品的核心特點(diǎn)，那什么樣的產(chǎn)品才是技術(shù)先進(jìn)、穩定可靠的產(chǎn)品呢？因為國內各大企業(yè)BMS標準仍未統一，故此以深圳國新動(dòng)力的BMS性能特點(diǎn)為例，從技術(shù)、功能、品質(zhì)、標準規范四個(gè)維度說(shuō)明。

　　先進(jìn)的技術(shù)：

　　1.企業(yè)掌握電池SOC核心算法；

　　2.掌握健康狀態(tài)估算，最大允許瞬時(shí)（5s/30s）及持續充放電功率估算；

　　3.掌握高效的均衡管理技術(shù)，先進(jìn)的散熱機制，最大可支持200mA的被動(dòng)均衡電流；

　　4.掌握業(yè)內領(lǐng)先的高精度測量技術(shù)，總流總壓精度可達0.5%FSR；

　　5.可選配多功能數據記錄儀，支持無(wú)線(xiàn)傳輸、大容量存儲、GPS等云平臺功能；

　　6.可選配主動(dòng)均衡模塊，最大均衡電流可達5A，單板24串可靈活選配；

　　安全的功能：

　　1.電池安全管理：具備可靠的過(guò)充/過(guò)放保護、過(guò)流/過(guò)溫/低溫保護、多級故障診斷保護；

　　2.高壓安全管理：具備高壓繼電器粘連檢測、高抗干擾性的高壓互鎖檢測、先進(jìn)的高壓絕緣監測；

　　3.具備電壓溫度采集線(xiàn)斷線(xiàn)診斷功能；

　　4.電池電壓采集模塊具備回路過(guò)流、短路保護等安全機制，電路更可靠；

　　5.具備5~36串、5~48串一體機靈活配置，適用于業(yè)內各類(lèi)主流方案；

　　穩定的品質(zhì)：

　　1.所有元器件均采用汽車(chē)級元器件選型，-40℃~85℃的高標準工作溫度范圍；

　　2.更寬更可靠的溫度監控，監控范圍可達-40~125℃；

　　符合標準規范：

　　1.支持充電國標GBT 20234-2015及GBT 27930-2015；

　　2.支持ISO26262國際安全標準中產(chǎn)品功能安全生命周期管理的要求；

　　3.支持CCP標定協(xié)議、UDS、OBD-ii診斷協(xié)議。

　　國內電池管理系統BMS的困境

　　新能源汽車(chē)的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的，過(guò)去這兩年，隨著(zhù)新能源汽車(chē)的大量推廣使用，我們也聽(tīng)到了不少關(guān)于新能源汽車(chē)的“丑聞”：自燃、虛假續航里程等，而為什么會(huì )出現這些使用問(wèn)題呢？沒(méi)有使用電池管理系統或使用劣質(zhì)的不成熟的電池管理系統是主因。實(shí)際上，新能源汽車(chē)的安全性問(wèn)題，一直是政府和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)工作之一。不久前，科技部、財政部、工信部和發(fā)改委等四部委，已經(jīng)聯(lián)合發(fā)布了新能源汽車(chē)示范推廣“安全令”（即《關(guān)于加強節能與新能源汽車(chē)示范推廣安全管理工作的函》），強調“對投入示范運行的插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)要全部安裝車(chē)輛運行技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監控系統（簡(jiǎn)稱(chēng)BMS），特別是要加強對動(dòng)力電池和燃料電池工作狀態(tài)的監控”。

　　電動(dòng)汽車(chē)自燃原因多種多樣，并非安裝了電池管理系統就可以高枕無(wú)憂(yōu)的，例如：在安全、精度、壽命、放電能力等方面，單體電池可以充放電2000次，成電池組后可能只有1000次，若搭載不成熟的BMS，無(wú)法實(shí)時(shí)精準地監控電池充放電狀況，極易造成電池芯局部功耗過(guò)大，產(chǎn)生局部熱量，且信息無(wú)法傳遞至駕駛員，極易導致電池自燃發(fā)生。業(yè)內人士認為，安裝優(yōu)秀的電池管理學(xué)BMS能夠有效提高電池的利用率，防止電池出現過(guò)充電和過(guò)放電，并且延長(cháng)電池的使用壽命，監控電池組及各電池單芯的運行狀態(tài)，有效預防電池組自燃，如遇緊急情況提前對司機作出突發(fā)事件預警，為保障安全贏(yíng)得時(shí)間。

　　新能源汽車(chē)和電池管理系統的未來(lái)

　　中國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)始于21世紀初，迄今發(fā)展不過(guò)十數年，由于人們對于環(huán)保和可再生能源的渴求，新能源汽車(chē)才迎來(lái)了發(fā)展機遇，之后便一發(fā)不可收拾，在很長(cháng)的一段未來(lái)里，新能源汽車(chē)都會(huì )作為一個(gè)挑戰者去侵占原本屬于傳統燃油汽車(chē)的廣大市場(chǎng)，而且由于社會(huì )發(fā)展的需要，這種市場(chǎng)份額的侵占，是可以預期的。

　　在展望新能源汽車(chē)快速發(fā)展的同時(shí)，我們必須清楚地認識到，技術(shù)的發(fā)展才是行業(yè)發(fā)展的基礎，而穩定、高效、安全、可靠的產(chǎn)品就是技術(shù)的體現，我們必須要知道，國內目前的新能源汽車(chē)行業(yè)并不友善，頻發(fā)的電動(dòng)車(chē)自燃事件和虛假續航里程，都暴露出國內目前新能源電池組、電池管理系統的設計、檢測、生產(chǎn)的標準的不完善。

　　目前國內的BMS企業(yè)有上百家，而歐美發(fā)達國家卻只有數家，大型新能源汽車(chē)廠(chǎng)商要么選擇自家研發(fā)的電池管理系統要么采用具備國際競爭力的德日美為首的BMS生產(chǎn)企業(yè)，其實(shí)中國國內并不缺乏優(yōu)秀的BMS生產(chǎn)企業(yè)，像文中提及的深圳國新動(dòng)力便是一家具有核心競爭力的注重產(chǎn)品品質(zhì)的企業(yè)，其BMS系統已實(shí)現批量量產(chǎn)導入，配置在陜西通家和眾泰汽車(chē)的部分新能源車(chē)型里，也可根據實(shí)際需求應用于純電動(dòng)或混合動(dòng)力的低速車(chē)，乘用車(chē)、物流車(chē)，場(chǎng)地車(chē)、公交車(chē)、旅游大巴、儲能系統等領(lǐng)域，其穩定、高效、安全、可靠的BMS平臺產(chǎn)品備受客戶(hù)推崇。

　　技術(shù)參數及標準的缺失，也沒(méi)有權威機構對廠(chǎng)家生產(chǎn)的BMS進(jìn)行權威檢測，這是目前國內BMS市場(chǎng)的困局，導致了BMS產(chǎn)品的良莠不齊，難以大面積推廣。同時(shí)，目前國內很多汽車(chē)廠(chǎng)商及電池PAC企業(yè)對于BMS的重要性認識不足，以為只要各個(gè)單體電池芯能鏈接上，就能保證車(chē)輛運行，對其安全性心存僥幸，在BMS采購中一味地追求低價(jià)格，為求合同的簽訂，某些不良BMS供應商只有降低BMS功能指標或干脆閹割部分功能，從而埋下安全隱患，這也是對整個(gè)行業(yè)的不負責任和傷害。只有盡快建立統一的行業(yè)標準，打壓不符合市場(chǎng)要求的生產(chǎn)商，建立健全的檢測體系，電池管理系統和新能源汽車(chē)才能擁有可持續發(fā)展的未來(lái)，這也是諸多廠(chǎng)商和消費者的訴求。