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新能源汽车症结太多?治标治本还需从这里开始!

导读: 2018年以来的各种安全问题更是敲醒警钟, BMS的壁垒和困境仍需打破。

近年来,新能源汽车因为环境和资源的问题得到了快速发展,然而,在高速发展的背后,自燃、召回、虚假续航里程等症结百出,为什么出现了这么多的问题?人们甚至开始怀疑使用电动汽车是否真的靠谱?

然而,事实上,新能源汽车的出发点毋庸置疑。电动汽车的一大部分问题来自电池管理系统。在新能源汽车中,电池管理系统BMS是连接电池与电动汽车的重要纽带,精准的控制和管理系统能够为电池的完美应用保驾护航。

如果把电芯比作人体的心脏,模组和电池包比作强健的体魄,那么整个动力电池系统要平稳运行,还需要一个支配身体的智慧大脑,而这个大脑,就是BMS电池管理系统!

新能源汽车症结太多?治标治本还需从这里开始!

BMS是保证新能源汽车安全运行的核心

电池作为新能源汽车诞生后开始大量使用的产品,因为电化学反应的难以控制和材料在这个过程中性能变化的难以捉摸,所以需要这么一个BMS这样的管家来时刻监督、调整、限制电池组的行为,以保障使用安全,那么,电池管理系统在电池和汽车的运行中发挥什么样的作用呢?

1. 实时监测电池状态。通过检测电池的外特性参数(如电压、电流、温度等),采用适当的算法,实现电池内部状态(如容量和SOC等)的估算和监控,这是电池管理系统有效运行的基础和关键;

2. 在正确获取电池的状态后进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等;

3. 建立通信总线,与显示系统、整车控制器和充电机等实现数据交换。

一般来看,电池管理系统(BMS)主要分为前端模拟测量保护电路(AFE),包括电池电压转换与量测电路、电池平衡驱动电路、开关驱动电路、电流量测、通讯电路;第二部分是后端数据处理模块,就是依据电压、电流、温度等前端计算,并将必要的信息通过通信接口回传给系统做出控制。

此前,电池管理系统(BMS)产品设计方案被国外厂商垄断,基本选用国外半导体IC厂商提供的电池管理IC,并以其应用方案为参考进行设计。Maxim、Linear Technology(已被ADI收购)、Intersil、TI、ADI、NXP是主要方案提供商。随着我国新能源汽车产业的大力发展,自主BMS企业实力不断加强。

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国内新能源车BMS十大企业有哪些?

目前,国内的主流的BMS企业主要有比亚迪、宁德时代、上海捷能、北汽新能源、亿能电子、奇瑞汽车、贵博新能、Preh、华霆动力、江铃集团等。

根据OFweek产业研究院的数据显示,2018年,多家企业电池管理系统产量超过10万套,比亚迪BMS系统产量为207149套,宁德时代出货192393套,上海捷能产量108323套。不过,从目前看来,比亚迪汽车还需要打破封闭供应链,宁德时代目前配套客车居多,宁德时代的BMS在客户心中分量不及电池,上汽捷能目前主要服务于上汽乘用车,未来可能会有更多的电池管理系统用于上汽的新能源车型。此外,随着北汽新能源、奇瑞、江铃等车企不断加强新能源汽车市场的布局,未来这些自产BMS的企业将会有更多的电池管理系统用于自家车型,出货量也将更大。

新能源汽车症结太多?治标治本还需从这里开始!

当前,随着自主研发设计能力的不断增强,BMS市场也不断扩大,国内自主BMS企业的竞争力也不断加强。

以宁德时代为例,宁德时代目前已先后为宝马、大众、标致雪铁龙及长城等多家国内外整车企业提供过BMS系统。宁德时代算是较早进入功能安全开发领域的企业,也是第一个开发具有ASILD功能安全目标的BMS产品动力电池企业。而ASIL功能安全目标主要指国际安全标准ISO26262根据安全风险程度,将安全需求划分为A到D的等级,D为最高等级,也是最苛刻的安全需求,意味着功能开发等流程和技术要求更严格。相对应的,开发成本更高,周期也更长。

总而言之,电池管理系统随着新能源汽车的发展实力不断增强,取得的成就不可否认。但电池和汽车的安全一直是国家和产业重点关注的问题,尤其是2018年的各种安全问题更是敲醒警钟, BMS的壁垒和困境仍需打破,随着电池能量密度和性能的不断突破,优秀的电池管理系统不仅能提高电池的利用率,更能防止新能源汽车电池过冲和过放电造成的问题,促进新能源汽车行业的良好发展。


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