鉅大LARGE | 點擊量:947次 | 2018年07月21日
細數(shù)電動汽車BMS的三個時代
日前,由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會、電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦的“動力電池:大市場VS‘小’問題”主題沙龍在京舉行。與會嘉賓分別就動力電池行業(yè)面臨的廣闊市場以及行業(yè)發(fā)展中存在的部分問題展開了細致、全面的討論。會上,同濟大學汽車學院副院長魏學哲教授向與會嘉賓介紹了電動汽車BMS的相關(guān)情況。
魏學哲介紹說,應用到汽車上的不同電池,在不同的應用場合、不同的溫度、不同的生命周期階段,其特性是不一樣的,而且電池個體之間也會存在一些差異,這就需要對電池進行管理,即BMS。從狹義上來講,BMS=電路+算法+軟件。
針對鋰離子電池的應用場景不同,魏學哲將BMS分為三個階段。他介紹說,早期鋰離子電池主要應用于3C產(chǎn)品和電動自行車,應用特點是規(guī)模小,功率、能量級別和成本都較低,對應用的容忍度較好。因此這個階段被魏學哲稱為“1.0時代”,BMS的關(guān)鍵詞是“保護”。這其中涉及到欠壓、過壓、過流、過溫等多個方面的保護,因此這一階段的BMS邏輯比較簡單,僅通過硬件方面進行解決。用魏學哲自己的話說,“用低成本、簡單粗暴的辦法解決應用問題,實際上是把應用掩蓋起來了”。
進入2.0時代,鋰離子電池的應用發(fā)展成為成百上千塊電池一同使用,典型的場景就是純電動汽車。這時電池的特點是規(guī)模更大、更注重性能、壽命和安全性,單純的硬件設(shè)計已經(jīng)無法滿足應用需求。因此,這一階段的關(guān)鍵詞是“估計”,包括對SOC、SOH、SOP等電池不同狀態(tài)的估計。這一階段的BMS已經(jīng)有了算法和軟件,通過測量電池的各種性能參數(shù),估算狀態(tài)和參數(shù),提高電池性能和安全性,延長使用壽命?!霸谶@代電池管理系統(tǒng)里,實際上是對基礎(chǔ)和現(xiàn)實的和諧,再好的性能也受制于計算能力?!闭蛉绱?,魏學哲認為這一階段的BMS仍然沒有發(fā)揮最佳的管理能力。
而魏學哲口中的“3.0時代”,則是對未來的期望,當未來應用的電池變成成千上萬塊的時候,BMS既要了解電池單體的性能,也要為電池的全生命周期服務(wù),因此,他認為這一階段的關(guān)鍵詞應該是“數(shù)據(jù)”。未來的BMS,將會涉及到大量而細致的在線測量數(shù)據(jù),同時還會涉及更高的計算能力、更精確的算法模型、更多的維度管理和更長的生命后期。魏學哲認為,3.0時代將著重于數(shù)據(jù)驅(qū)動的算法,這個時代也被稱之為技術(shù)對現(xiàn)實的適應,能夠真正反映電池本身的能力和整個應用的需求。在3.0時代,電池相關(guān)數(shù)據(jù)將涉及從開發(fā)、制造到梯次利用、回收等各個環(huán)節(jié),因此魏學哲建議電池企業(yè)應將這些數(shù)據(jù)進行保存,這將對電池的設(shè)計、故障檢測、性能提升起到很大的幫助。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
魏學哲也提到,在目前所處的BMS2.0時代,一些電池企業(yè)進行BMS設(shè)計還存在一些問題。對于汽車行業(yè)而言,長期的發(fā)展讓企業(yè)形成自成體系的工作方法,具有高度的工程化和嚴謹?shù)牧鞒?,而電池行業(yè)由于發(fā)展時間較短,對這種流程體系認識不深。BMS與汽車密切相關(guān),如果不按汽車行業(yè)這種固有的“方法論”開發(fā)BMS,當汽車企業(yè)大規(guī)模進入BMS領(lǐng)域時,電池企業(yè)很有可能被淘汰。