《電子技術(shù)應(yīng)用》
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作為新能源汽車的核心部件,BMS還存在哪些問題,?

2019-03-27

  近年來,,新能源汽車因為環(huán)境和資源的問題得到了快速發(fā)展,然而,,在高速發(fā)展的背后,,自燃、召回,、虛假續(xù)航里程等癥結(jié)百出,,為什么出現(xiàn)了這么多的問題?人們甚至開始懷疑使用電動汽車是否真的靠譜,?

  然而,,事實上,新能源汽車的出發(fā)點毋庸置疑,。電動汽車的一大部分問題來自電池管理系統(tǒng),。在新能源汽車中,電池管理系統(tǒng)BMS是連接電池與電動汽車的重要紐帶,,精準(zhǔn)的控制和管理系統(tǒng)能夠為電池的完美應(yīng)用保駕護航,。

  如果把電芯比作人體的心臟,模組和電池包比作強健的體魄,,那么整個動力電池系統(tǒng)要平穩(wěn)運行,,還需要一個支配身體的智慧大腦,而這個大腦,,就是BMS電池管理系統(tǒng),!

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  BMS是保證新能源汽車安全運行的核心

  電池作為新能源汽車誕生后開始大量使用的產(chǎn)品,因為電化學(xué)反應(yīng)的難以控制和材料在這個過程中性能變化的難以捉摸,,所以需要這么一個BMS這樣的管家來時刻監(jiān)督,、調(diào)整,、限制電池組的行為,以保障使用安全,,那么,,電池管理系統(tǒng)在電池和汽車的運行中發(fā)揮什么樣的作用呢?

  1. 實時監(jiān)測電池狀態(tài),。通過檢測電池的外特性參數(shù)(如電壓,、電流、溫度等),,采用適當(dāng)?shù)乃惴?,實現(xiàn)電池內(nèi)部狀態(tài)(如容量和SOC等)的估算和監(jiān)控,這是電池管理系統(tǒng)有效運行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,;

  2. 在正確獲取電池的狀態(tài)后進行熱管理,、電池均衡管理、充放電管理,、故障報警等,;

  3. 建立通信總線,與顯示系統(tǒng),、整車控制器和充電機等實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,。

  一般來看,電池管理系統(tǒng)(BMS)主要分為前端模擬測量保護電路(AFE),,包括電池電壓轉(zhuǎn)換與量測電路,、電池平衡驅(qū)動電路、開關(guān)驅(qū)動電路,、電流量測,、通訊電路;第二部分是后端數(shù)據(jù)處理模塊,,就是依據(jù)電壓,、電流、溫度等前端計算,,并將必要的信息通過通信接口回傳給系統(tǒng)做出控制,。

  此前,電池管理系統(tǒng)(BMS)產(chǎn)品設(shè)計方案被國外廠商壟斷,,基本選用國外半導(dǎo)體IC廠商提供的電池管理IC,,并以其應(yīng)用方案為參考進行設(shè)計。Maxim,、Linear Technology(已被ADI收購),、Intersil、TI、ADI,、NXP是主要方案提供商,。隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展,自主BMS企業(yè)實力不斷加強,。

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  國內(nèi)新能源車BMS十大企業(yè)有哪些,?

  目前,國內(nèi)的主流的BMS企業(yè)主要有比亞迪,、寧德時代,、上海捷能、北汽新能源,、億能電子、奇瑞汽車,、貴博新能,、Preh、華霆動力,、江鈴集團等,。

  根據(jù)OFweek產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示,2018年,,多家企業(yè)電池管理系統(tǒng)產(chǎn)量超過10萬套,,比亞迪BMS系統(tǒng)產(chǎn)量為207149套,寧德時代出貨192393套,,上海捷能產(chǎn)量108323套,。不過,從目前看來,,比亞迪汽車還需要打破封閉供應(yīng)鏈,,寧德時代目前配套客車居多,寧德時代的BMS在客戶心中分量不及電池,,上汽捷能目前主要服務(wù)于上汽乘用車,,未來可能會有更多的電池管理系統(tǒng)用于上汽的新能源車型。此外,,隨著北汽新能源,、奇瑞、江鈴等車企不斷加強新能源汽車市場的布局,,未來這些自產(chǎn)BMS的企業(yè)將會有更多的電池管理系統(tǒng)用于自家車型,,出貨量也將更大。

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  當(dāng)前,,隨著自主研發(fā)設(shè)計能力的不斷增強,,BMS市場也不斷擴大,國內(nèi)自主BMS企業(yè)的競爭力也不斷加強。

  以寧德時代為例,,寧德時代目前已先后為寶馬,、大眾、標(biāo)致雪鐵龍及長城等多家國內(nèi)外整車企業(yè)提供過BMS系統(tǒng),。寧德時代算是較早進入功能安全開發(fā)領(lǐng)域的企業(yè),,也是第一個開發(fā)具有ASILD功能安全目標(biāo)的BMS產(chǎn)品動力電池企業(yè)。而ASIL功能安全目標(biāo)主要指國際安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262根據(jù)安全風(fēng)險程度,,將安全需求劃分為A到D的等級,,D為最高等級,也是最苛刻的安全需求,,意味著功能開發(fā)等流程和技術(shù)要求更嚴(yán)格,。相對應(yīng)的,開發(fā)成本更高,,周期也更長,。

  總而言之,電池管理系統(tǒng)隨著新能源汽車的發(fā)展實力不斷增強,,取得的成就不可否認(rèn),。但電池和汽車的安全一直是國家和產(chǎn)業(yè)重點關(guān)注的問題,尤其是2018年的各種安全問題更是敲醒警鐘,, BMS的壁壘和困境仍需打破,,隨著電池能量密度和性能的不斷突破,優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)不僅能提高電池的利用率,,更能防止新能源汽車電池過沖和過放電造成的問題,,促進新能源汽車行業(yè)的良好發(fā)展。


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