鉅大LARGE | 點擊量:1608次 | 2020年04月07日
特斯拉的殺手锏電池管理系統(tǒng)BMS 國內發(fā)展如何?
在特斯拉汽車三大件中,只有電池管理系統(tǒng)BMS是特斯拉自主研發(fā)的核心技術。先進的BMS技術,正是特斯拉在全球市場上馳騁縱橫的殺手锏,BMS也一直都被特斯拉奉為最高機密。
近些年來,特斯拉在全球電動汽車市場叱咤風云,圈粉無數(shù),其生產(chǎn)的酷炫跑車讓全球許多億萬富豪競折腰。發(fā)現(xiàn),在特斯拉汽車三大件中,電池來自于日本松下,電機來自于我國臺灣供應商,只有BMS(電池管理系統(tǒng))是特斯拉自主研發(fā)的核心技術。先進的BMS技術,正是特斯拉在全球市場上馳騁縱橫的殺手锏,BMS也一直都被特斯拉奉為最高機密。
特斯拉通過其強大的BMS系統(tǒng),可以有效實現(xiàn)超過7000節(jié)18650號電池的一致性管理,達到高安全性和可靠性目標。在電池冷卻、安全、電荷平衡等與BMS相關的領域,特斯拉申請的核心專利超過140項,由此也造就了特斯拉超強的核心競爭力。
電動大腦BMS占據(jù)價值高點
特斯拉為何如此重視BMS?BMS關于電動汽車的重要性至關重要,假如說把電動汽車比作人體的話,那么電池系統(tǒng)就是心臟,而BMS就是支配其身體運作的大腦。BMS時刻對電池狀態(tài)進行管理,電池管理系統(tǒng)的質量直接影響電池的性能,并影響著整車系統(tǒng)性能。BMS系統(tǒng)的重要任務是對電池檢測并保證電池安全。某種程度上講,BMS在電池組里的地位,甚至比電芯本體還高。它的先進、可靠程度,對電池包能否獲得更長的壽命會起到非常關鍵的用途。很多電池包的供應商,都將其視作打開未來電動汽車市場的關鍵技術之一。
此外,BMS作為汽車動力鋰電池的管理中心,擁有車輛運行時動力系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)關于改進提升汽車動力系統(tǒng),乃至整車性能都具備極高價值,因而占據(jù)了電池產(chǎn)業(yè)鏈的價值高點。
主動式VS被動式技術路線
就目前來講,國外的BMS產(chǎn)品多采用主動式均衡功能設計,主動均衡又稱為無損均衡,能量轉移時將單體能量高的部分轉移到單體能量低的上面,或用整體能量補充到單體最低的電芯上,在運行過程中要儲能環(huán)節(jié),讓能量重新均勻分配。這種方式技術含量高,但是成本也較高。目前國外的寶馬MiniE、日產(chǎn)聆風、特斯拉ModelS等車型均采用主動式BMS均衡,不僅能達到電池組均衡目的,監(jiān)測的精度也高一些。
而目前國內公司采用的大多是被動式均衡功能和不帶均衡功能的BMS產(chǎn)品,使用時將其并聯(lián)在要進行均衡的電池兩端,當電池電壓因充電上升到某一設定值時,啟動開關接通放電電阻,將多余電量以熱能的形式損耗掉,存在一定的不安全因素,不利于節(jié)能和環(huán)保,但是價格低、功能簡單。
我國BMS領域存在的問題
當前歐美發(fā)達國家總計只有10多家BMS公司,而國內注冊的BMS生產(chǎn)公司卻已達100多家,導致國內市場集中度不高、競爭激烈、內耗嚴重、資源浪費大、技術優(yōu)勢不明顯等,呈現(xiàn)多而不強局面,整個行業(yè)魚龍混雜。
目前,我國在BMS領域由于技術參數(shù)、標準缺失或落后于國際標準,缺乏權威機構對BMS產(chǎn)品進行認證,導致市面上BMS產(chǎn)品良莠不齊。很多公司的單體、小模塊電池測試結果符合安全和性能指標,而一旦成組后,測試結果卻差異很大,表現(xiàn)在安全、壽命、放電能力等方面質量難以保證。在有國家補貼的背景下,難免讓人擔憂和質疑部分廠家是以套取補貼為目的,損害了產(chǎn)品的安全性。
總體來說,與三電技術相比,國內的BMS技術還不夠成熟。雖然近年來相關技術水平已經(jīng)有很大提高,很多方面都已經(jīng)進入實際應用階段,但在數(shù)據(jù)的可靠性、SOC的估算精度和安全管理等方面仍有待提高。因此,國內大型新能源汽車廠商為確保產(chǎn)品安全,通常會選擇自主研發(fā)電池管理系統(tǒng)或采用具備國際競爭力的德日美公司的BMS產(chǎn)品。
國內BMS市場需求與公司布局
隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,作為電動汽車核心部件的BMS的需求量也迅猛新增。數(shù)據(jù)顯示,2017年我國新能源汽車BMS約有54億元的市場規(guī)模,預計到2020年市場空間有望達到247億元,到2025年BMS市場規(guī)模將超過500億元。在新能源汽車對動力鋰電池安全+高能的要求下,高效能的動力鋰電池BMS將愈發(fā)受到重視。
電池我國網(wǎng)注意到,國內公司對BMS早有布局,目前國內BMS的研發(fā)生產(chǎn)重要集中在三類公司:第一類是整車廠商及零部件供應商,第二類是電池廠商,第三類是專業(yè)BMS廠商三類公司研發(fā)制造BMS系統(tǒng)的目的不同,應用范圍不同,因此也具有不同的盈利模式和盈利水平。
整車廠商一般通過兼并購、戰(zhàn)略合作等方面進入BMS領域,國內如長安、北汽、吉利等車企均有專門的研發(fā)團隊進行BMS的研發(fā),除了核心技術的掌握外,在成本和效率方面較其他公司有較強的競爭力。而國內的比亞迪、CATL、中航鋰電、國軒高科等動力鋰電池及相關公司均涉足BMS,通常采用BMS+PACK模式,掌握了電芯到電池包的整套核心技術,具有較強的競爭實力。相對來講,作為專業(yè)的第三方BMS公司,技術積累有天然的優(yōu)勢。目前這類公司參與者眾多,國內處于競爭前列的公司重要有科列技術、億能電子、冠拓、力高新能源、華霆動力、上海妙益等。
電池我國網(wǎng)認為,BMS技術關系到新能源汽車行業(yè)能否順利發(fā)展。BMS具有非常高的技術門檻,只有經(jīng)過長時間研發(fā)和相關經(jīng)驗積累,才能生產(chǎn)出真正高品質的BMS產(chǎn)品。相比于整個動力鋰電池產(chǎn)業(yè),我國BMS產(chǎn)業(yè)的技術水平與國際先進水平還有一定差距,只有早日突破BMS技術瓶頸,掌握先進核心技術,我國才能成為名副其實的新能源汽車產(chǎn)業(yè)強國。
最高機密:搞定了電池管理系統(tǒng)BMS,你就會像特斯拉那樣牛×
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