国内电池管理系统BMS的困境
新能源汽车的发展并不是一帆风顺的,过去这两年,随着新能源汽车的大量推广使用,我们也听到了不少关于新能源汽车的“丑闻”:自燃、虚假续航里程等,而为什么会出现这些使用问题呢?没有使用电池管理系统或使用劣质的不成熟的电池管理系统是主因。实际上,新能源汽车的安全性问题,一直是政府和汽车产业的重点工作之一。不久前,科技部、财政部、工信部和发改委等四部委,已经联合发布了新能源汽车示范推广“安全令”(即《关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的函》),强调“对投入示范运行的插电式混合动力汽车、纯电动汽车要全部安装车辆运行技术状态实时监控系统(简称BMS),特别是要加强对动力电池和工作状态的监控”。
电动汽车自燃原因多种多样,并非安装了电池管理系统就可以高枕无忧的,例如:在安全、精度、寿命、放电能力等方面,单体电池可以充放电2000次,成电池组后可能只有1000次,若搭载不成熟的BMS,无法实时精准地监控电池充放电状况,极易造成电池芯局部功耗过大,产生局部热量,且信息无法传递至驾驶员,极易导致电池自燃发生。业内人士认为,安装优秀的电池管理学BMS能够有效提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,并且延长电池的使用寿命,监控电池组及各电池单芯的运行状态,有效预防电池组自燃,如遇紧急情况提前对司机作出突发事件预警,为保障安全赢得时间。
新能源汽车和电池管理系统的未来
中国新能源汽车产业始于21世纪初,迄今发展不过十数年,由于人们对于环保和可再生能源的渴求,新能源汽车才迎来了发展机遇,之后便一发不可收拾,在很长的一段未来里,新能源汽车都会作为一个挑战者去侵占原本属于传统燃油汽车的广大市场,而且由于社会发展的需要,这种市场份额的侵占,是可以预期的。
在展望新能源汽车快速发展的同时,我们必须清楚地认识到,技术的发展才是行业发展的基础,而稳定、高效、安全、可靠的产品就是技术的体现,我们必须要知道,国内目前的新能源汽车行业并不友善,频发的电动车自燃事件和虚假续航里程,都暴露出国内目前新能源电池组、电池管理系统的设计、检测、生产的标准的不完善。
目前国内的BMS企业有上百家,而欧美发达国家却只有数家,大型新能源汽车厂商要么选择自家研发的电池管理系统要么采用具备国际竞争力的德日美为首的BMS生产企业,其实中国国内并不缺乏优秀的BMS生产企业,像文中提及的深圳国新动力便是一家具有核心竞争力的注重产品品质的企业,其BMS系统已实现批量量产导入,配置在陕西通家和众泰汽车的部分新能源车型里,也可根据实际需求应用于纯电动或混合动力的低速车,乘用车、物流车,场地车、公交车、旅游大巴、储能系统等领域,其稳定、高效、安全、可靠的BMS平台产品备受客户推崇。
技术参数及标准的缺失,也没有权威机构对厂家生产的BMS进行权威检测,这是目前国内BMS市场的困局,导致了BMS产品的良莠不齐,难以大面积推广。同时,目前国内很多汽车厂商及电池PAC企业对于BMS的重要性认识不足,以为只要各个单体电池芯能链接上,就能保证车辆运行,对其安全性心存侥幸,在BMS采购中一味地追求低价格,为求合同的签订,某些不良BMS供应商只有降低BMS功能指标或干脆阉割部分功能,从而埋下安全隐患,这也是对整个行业的不负责任和伤害。只有尽快建立统一的行业标准,打压不符合市场要求的生产商,建立健全的检测体系,电池管理系统和新能源汽车才能拥有可持续发展的未来,这也是诸多厂商和消费者的诉求。

电池管理系统的基本功能

1)监测单体电芯的工作状况,例如单体电池电压、工作电流、环境温度等。
2)保护电池,避免电池工作在极端的条件下发生电池寿命缩短,损坏,甚至发生爆炸、起火等危害人身安全的事故。
一般而言,电池管理系统必须具备以下功能:过压和欠压保护、过流和短路保护、过高温和过低温保护、为电池提供多重保护以提高保护和管理系统的可靠性 (硬件执行的保护具有高可靠性、软件执行的保护具有更高的灵活性、管理系统关键元器件失效的保护为用户提供第三重保护)。这些功能可以满足大部分手机电池、电动工具和电动自行车应用的需要。
3 电动汽车对电池管理系统提出更高挑战
电动汽车电池集成系统是一个开放的动力系统,它通过汽车级总线进行通信,和车辆管理系统、充电机、电机控制器协同工作,以满足汽车以人为本的安全驾驶理念。因此汽车级电池管理系统必须做到:满足TS16949 和汽车电子的要求、实现高速和高可靠性、汽车级CAN总线通讯、高抗电磁干扰的能力(最高级别的EMI/要求)、在线诊断功能。
其主要功能为:
电池电压和温度等信息的高速采集;实现电池高效率均衡,充分发挥电池集成系统的容量从而提高电池集成系统的寿命,同时减小热量的产生;
电池的健康状况和剩余电量的估算和显示;
高可靠的通讯协议 (汽车级CAN通讯网络);
动力总成技术要保证电池发生任何安全使用的前提下,充分发挥电池的潜力,保证电池的性能,提高电池的寿命;
电池的温度和散热管理,是电池系统工作在温度相对稳定的环境条件;
漏电检测以及复杂的地线设计。
由于电动汽车中电池的分布环境非常复杂,处于高压大功率的工作状态,对EMI/EMC要求非常高,这就为电池管理系统的设计带来了更大的挑战。