中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來，隨著綠色出行，環(huán)保節(jié)能概念的推廣普及，新能源汽車行業(yè)獲得快速實(shí)效的進(jìn)步，新能源汽車已是新一代更具環(huán)保意識(shí)消費(fèi)者的重點(diǎn)選擇對(duì)象。和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速箱、車身這“四大件”關(guān)鍵組成部分不同，新能源電動(dòng)汽車的“四大件”為：供電電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制組、整車技術(shù)和電池管理系統(tǒng)。電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，常用的性能指標(biāo)有能量密度、比功率、循環(huán)使用壽命等；電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其控制、電動(dòng)汽車整車技術(shù)主要是汽車動(dòng)力傳遞系統(tǒng)和整車裝配技術(shù)新的改進(jìn)及應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，電動(dòng)汽車的動(dòng)力傳輸和整車裝配更要注重動(dòng)力調(diào)速、車身自重、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能量回收等技術(shù)的改進(jìn)升級(jí)；電池管理技術(shù)是專門針對(duì)電動(dòng)汽車使用過程中，不同工況下對(duì)蓄電池不同需求特性進(jìn)行的研發(fā)。近兩年，無論是國外大名鼎鼎的特斯拉，還是國產(chǎn)電動(dòng)車都出現(xiàn)了汽車自燃現(xiàn)象，分析起因，事故都?xì)w因于電池管理系統(tǒng)的故障?？梢?，良好的電池管理系統(tǒng)對(duì)于電動(dòng)汽車的安全可靠行駛有著至關(guān)重要的作用。
一、電池管理系統(tǒng)（BMS）
電池能量管理系統(tǒng)是汽車動(dòng)力源能正常使用的保障，是保證電動(dòng)車行車安全，提高電池使用壽命的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具有保護(hù)電池性能，防止整個(gè)電池組中個(gè)別電池?fù)p壞的能力。對(duì)電動(dòng)汽車在充、放電過程中各有關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)的控制指令。BMS作為駕駛員和電池之間的紐帶，主要工作對(duì)象是二次電池，由于二次電池存在壽命短、能量少、電量估算困難等缺點(diǎn)，BMS要具備提高電池利用率、監(jiān)控電池狀態(tài)、延長電池使用壽命的基本功能。通常，BMS要實(shí)現(xiàn)以下作用：
1.準(zhǔn)確估測電池組的荷電狀態(tài)準(zhǔn)確估算電池組的剩余電量（SOC），也稱為荷電狀態(tài)。確保電池組剩余電量在合理的范圍內(nèi)，避免過充電和過放電對(duì)電池組造成的損傷，并對(duì)汽車的剩余電量或是充電狀態(tài)進(jìn)行正確報(bào)告。
2.實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組工作狀態(tài)在電池的工作過程中，采集電池組總電壓、單個(gè)電池端電壓、工作電流、電池溫度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，防止過充電或是過放電事故發(fā)生，確保電池組的正常運(yùn)行和可靠使用，同時(shí)記錄單塊電池使用情況，為故障診斷提供可靠數(shù)據(jù)。
3.單體電池的均衡確保在使用過程中，電池組各個(gè)電池都處于一致的工作狀態(tài)，避免單個(gè)電池提前損壞。
二、我國電池管理系統(tǒng)現(xiàn)狀
我國對(duì)電池管理系統(tǒng)的科學(xué)研究不過十幾年的時(shí)間，應(yīng)對(duì)當(dāng)前新能源汽車迅猛發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，存在著不容忽視的問題，主要表現(xiàn)在：
1.產(chǎn)品質(zhì)量低劣
當(dāng)前，國外純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)多采用主動(dòng)式均衡功能設(shè)計(jì)，主動(dòng)均衡又稱為無損均衡，能量轉(zhuǎn)移時(shí)將單體能量高的轉(zhuǎn)移到單體能量低的，或用整體能量補(bǔ)充到單體最低電池，在運(yùn)行過程中需要儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，讓能量重新均勻分配。技術(shù)含量高，價(jià)格成本較高，屬于技術(shù)發(fā)展的趨勢。而國內(nèi)基本采用被動(dòng)式均衡功能或是不帶均衡功能的BMS產(chǎn)品，使用時(shí)將其并聯(lián)在需要進(jìn)行均衡的電池兩端，當(dāng)電池電壓因充電上升到某一設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)開關(guān)管接通放電電阻，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，但價(jià)格低廉，功能簡單。國外新能源春電動(dòng)汽車特斯拉models、寶馬e系，日產(chǎn)聆風(fēng)等車型均采用主動(dòng)式的BMS均衡，產(chǎn)品性能優(yōu)良，同時(shí)監(jiān)測精度也較高。而國內(nèi)電動(dòng)車多采用被動(dòng)式均衡，主要均衡電池電壓以及電池剩余電量、電池健康的實(shí)時(shí)顯示，功能簡單。在日常生活中，我們也時(shí)常聽聞關(guān)于新能源汽車自燃、虛假續(xù)航里程的丑聞，出現(xiàn)這些問題的主要原因就是沒有使用電池管理系統(tǒng)或使用劣質(zhì)的電池管理系統(tǒng)。
2.車企技術(shù)研發(fā)投入?yún)T乏
在國外車企，電池管理系統(tǒng)作為整車生產(chǎn)的一個(gè)汽車零件，從功能定義、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始由車企研發(fā)主導(dǎo)，尋找技術(shù)可靠的第三方研發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后尋找制造公司生產(chǎn)，整個(gè)環(huán)節(jié)由車企、研發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)公司三方共同參與。研發(fā)測試生命周期少則1~2年，多則長達(dá)數(shù)10年，在BMS領(lǐng)域掌握了先進(jìn)的SOC算法、良好的安全功能、穩(wěn)定的使用品質(zhì)。而在國內(nèi)，車企扮演的僅僅是“買家”身份，電池管理系統(tǒng)多是由電池生產(chǎn)商和第三方電子廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)。電池管理系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)，通常都不超過1年的時(shí)間。自2009年國家開始大力推廣新能源汽車到現(xiàn)今，國內(nèi)各大車企除了比亞迪在電池領(lǐng)域取得一定的研發(fā)成果外，其他車企鮮有電池管理系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。
3.行業(yè)混亂，管理滯后
當(dāng)前，歐美工業(yè)發(fā)達(dá)國家總計(jì)只有10多家BMS企業(yè)，而國內(nèi)注冊(cè)的BMS生產(chǎn)企業(yè)已達(dá)100多家，整個(gè)行業(yè)魚龍混雜。更嚴(yán)重的是整個(gè)行業(yè)缺少技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，沒有國家統(tǒng)一強(qiáng)制的檢測標(biāo)準(zhǔn)，以致BMS產(chǎn)品良莠不齊，中國北方車輛研究動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)室王子?xùn)|主任曾表示，很多企業(yè)的單體、小模塊電池測試結(jié)果符合安全和性能標(biāo)準(zhǔn)，而一旦成組后，測試結(jié)果卻差異很大，表現(xiàn)在安全、壽命、放電能力等方面質(zhì)量難以保證。在國家大力補(bǔ)貼的背景下，難免讓人擔(dān)憂部分廠家的套取補(bǔ)貼的行為。
三、未來之路
伴隨著新能源汽車的進(jìn)一步推廣，新能源汽車也將迎來更大的發(fā)展契機(jī)，在展望新能源汽車快速發(fā)展的同時(shí)，我們必須清楚地看到當(dāng)下仍然還面臨著很多重大挑戰(zhàn)，本文對(duì)我國電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并對(duì)未來發(fā)展提出以下倡導(dǎo)。
1.政府部門加大引導(dǎo)，加強(qiáng)監(jiān)管
加大對(duì)BMS生產(chǎn)行業(yè)的整合，淘汰技術(shù)落后、產(chǎn)能過小的企業(yè)，統(tǒng)籌利用中國市場龐大的優(yōu)勢資源，促進(jìn)車企與電池生產(chǎn)商、第三方研發(fā)機(jī)構(gòu)的聯(lián)系溝通，共享整車控制信號(hào)、動(dòng)力電池技術(shù)參數(shù)等信息，加快國內(nèi)電池管理系統(tǒng)企業(yè)的發(fā)展步伐，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。同時(shí)，政府方面應(yīng)盡早全面地建立健全相關(guān)產(chǎn)品強(qiáng)制檢測項(xiàng)目門類和具體參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，打壓不符合市場要求的生產(chǎn)商，加強(qiáng)對(duì)電池管理系統(tǒng)行業(yè)的規(guī)范。
2.汽車企業(yè)加大研發(fā)投入
緊跟國外產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展步伐，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新，加大對(duì)BMS新產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新的投入，不斷開發(fā)具有核心競爭力和高性價(jià)比的新產(chǎn)品投放市場，以領(lǐng)先的核心技術(shù)、良好的品質(zhì)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展潮流，為企業(yè)的快速發(fā)展提供可靠的保障。當(dāng)前，可喜的是部分國內(nèi)電池生產(chǎn)商和車企已經(jīng)開始重視BMS技術(shù)投入，BMS的功能需求從簡單的Balance(均衡)-Monitor(監(jiān)視)-States(狀態(tài))，開始向其Brain(智能)-Multiport(多端)-Synergy(協(xié)同)的內(nèi)在價(jià)值發(fā)展轉(zhuǎn)變。
相信在國家戰(zhàn)略、政策扶持、新理念消費(fèi)等概念交織的大背景下，未來我國的BMS行業(yè)必將走上迅速可持續(xù)發(fā)展的道路。
