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新能源汽车产销高增长背后的隐忧 BMS企业如何见招拆招?

2017-06-30

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科列动力系统研究院院长刘志茹接受电动汽车资源网记者采访

近期阴雨天气不断,全国多地也深受天气影响,为人们的出行增添了不少烦恼。由于新能源汽车为消费者带来了新的出行体验,所以对于恶劣天气或恶劣的工况环境下新能源汽车安全问题等的讨论从未停止。日前,电动汽车资源网记者走进深圳一家专注于高端动力电池BMS研发、生产、销售和服务于一体的高新技术企业-深圳市科列技术股份有限公司(简称:科列),像所有关注新能源汽车和科列的朋友一样,来探究科列在BMS领域的技术创新、产品策略以及如何应对新形势变化。

新能源汽车产销高增长背后的隐忧 行业如何消化?

我国已跃居成为全球新能源汽车保有量最多的国家,在新能源汽车的推广应用方面取得了很大成效,同时在政策的制定、执行与生产企业的产品策略和技术水平等方面也都有很大的进步,但电动汽车显露出的许多问题亟待解决。

刘志茹举出了目前新能源汽车行业暴露出来的几个问题。如,电池容量迅速衰减,达不到国家要求的8年10万公里的质保要求、SOC估算不准造成用户的里程焦虑、即将面临大批量退役电池的梯次利用问题。

新能源汽车产业发展过程中既有历史遗留问题也面临着一些动态的、不断加剧的考验。当然,新能源汽车产销高增长背后的隐忧,最终需要各企业来共同消化,那科列作为其中的一环,又将通过哪些技术手段来解决电池容量一致性差、SOC估算不准给用户带来的里程焦虑以及电池的梯次利用等问题呢?

主动均衡VS被动均衡 价值与价格的博弈

一般来说,电池在最初的生命周期内一致性比较好,但随着使用时间的增加,一致性的差异会不断扩大,要消除电池组的不一致性问题,就要谈及均衡方案。

据电动汽车资源网记者了解,目前新能源汽车上较为普遍的两种均衡方案为主动均衡与被动均衡,但出于价格等方面的考虑,国内企业更加倾向于被动均衡方式。而随着被动均衡在实际应用中暴露出不少问题,业界的风向也开始转变,对于主动均衡的讨论日渐高涨。

从2014年下半年至今的这段时间,我国新能源汽车发展十分迅猛,2014年推广的新能源汽车在经历了2年多的时间后,电池的一致性问题逐渐暴露出来。刘志茹表示,根据一些实车数据研究发现,采用被动均衡甚至未采取任何均衡方式的电池组和主动均衡方案比,电池容量衰减较为严重,电池组所呈现出的一致性较差,而采用主动均衡方式的电池组,电池的一致性较好,电池包的寿命可延长至少25%。在电池技术还不够纯熟的阶段,主动均衡对于保证电池的一致性、延长电池寿命尤为重要。

正因为被动均衡已很难有效缩小电池组在全生命周期内的一致性差异,部分厂家意识到主动均衡的必要性和重要性,开始采用主动均衡方式。

在应用方面,主动均衡相比被动均衡结构更为复杂,相对价格会偏高,这也是主动均衡迟迟未得到大规模采用最主要的原因之一。对此,刘志茹认为这其实体现了价格与价值之间博弈,被动均衡确实能降低初次采购成本,但主动均衡能够保证电池的一致性,起到延长电池寿命的作用,从整个产品寿命周期来看,考虑到维护或者电池更换等带来的费用,成本其实是更低的。

打造高端BMS产品 化解用户焦虑

刘志茹向记者表示,SOC估算不准易造成用户里程焦虑,电池的一致性变差导致容量急剧衰减、续驶里程快速缩短,因开发过程不完整、不充分导致很多车辆在使用过程中故障频发等性能和安全问题是系统性问题,不能只考虑个别产品本身或个别开发环节,要从整体出发,研究系统性的解决方案。科列作为处在上游电池厂、下游整车厂中间位置的电池管理系统供应商,既了解电池特性又了解新能源汽车整车对电池系统的要求,所以公司加快技术攻关和创新研究,通过对电池及电池管理系统的标定技术解决上述问题。

刘志茹举例说,SOC是电池的一个重要参数,用来表示电池的剩余电量,如果SOC估算精度不准,易引起用户里程恐慌,因此如何保证SOC的精度一直以来都是BMS的重要指标。SOC算法有多种,多数产品多采用积分算法,但只靠优化算法本身并不能解决估算精度问题,而应该充分考虑电池的工作环境、采样精度、电池的温度、充放电倍率以及随着电池使用时间的增加,SOH对SOC的影响等,因此需要对不同电池产品做大量的深入测试,应用这些数据对BMS及电池系统来做标定才能确保估算精度。

刘志茹向记者介绍说,除了ISO26262标准的导入,科列标定中心的BMS及动力电池系统标定平台也达到国内领先、国际先进水平。根据优化的标定方法和体系,实现对电芯电池包的测试、BMS的硬件在环自动化测试标定以及BMS和电池包在整车环境下的集成测试标定,使BMS与电芯、电池系统以及整车相匹配,满足电动汽车的动力性能、可靠性以及安全性等方面的要求。总体而言,科列的标定中心一方面在开发生产过程中发现并解决目前电动汽车存在的诸多问题,向客户提供高品质高性能的产品;另一方面提高了开发效率,快速响应客户的需求。

现实与未来 科列大数据创造大能量

在信息爆炸时代,多数人在海量信息面前往往会不知所措,但对于以大数据为生的企业来说,大数据本身和企业所掌握的处理能力就是企业重要的资产。

电动汽车资源网记者了解到,科列也有一个大数据中心。刘志茹向记者展示了科列的大数据中心的架构与应用情况。她介绍说,科列的大数据中心原型自2011年建立,目前数据存储、数据挖掘和数据分析等方面都完成了技术的更新升级,该数据中心支持30-50万辆车的实时在线监测,可实时了解车辆的运行状况。

在数据中心实际应用方面,刘志茹介绍说,通过数据中心的电池及BMS数据来优化SOC、SOH算法精度等;通过对过去发生的故障来预测未来的哪个时间故障可能再次出现,以此起到故障预测的作用;大数据中心还可起到电池评价体系的作用,通过对电池全生命周期容量、故障状态等统计数据来评估退役电池的利用价值,从而考虑是否要将该退役电池进行梯次利用。

不忘初心,砥砺前行 专业BMS企业大有可为

“科列最初和电池厂合作紧密,而现在越来越多整车厂也开始找到我们。”刘志茹向记者表示。她解释说,一方面,电池厂希望通过科列的标定中心从BMS开发的角度对电池做深入的测试,以此实现电池和BMS的高度匹配;另一方面,科列的大数据中心既可动态监控和预测电池的状态,对于电池梯次利用也大有裨益。因此,无论是出于为行业提供更好的电池管理系统产品的现状考虑还是应对未来大量退役电池的梯次利用问题,电池厂和整车厂都愿意选择与科列这样有技术保障的专业BMS企业合作。

对于业界担心的整车企业或电池厂自主研发BMS与专业BMS企业进行竞争的问题。刘志茹认为整车厂整合完整的产业链或者电池企业整合下游产业链的难度都是可想而知的。随着电动汽车规模不断扩大,各企业应各司其职巩固核心竞争力。她认为,各整车厂的重点将是提升电动汽车的整车技术水平和不断推出新车型;电池厂的核心竞争力是电芯性能提升、提升规模化制造水平及新材料新技术的研究;BMS是不同于整车和电池的专业领域,需要不同的专业队伍。

刘志茹介绍说,电动汽车规模化对BMS从产品角度提出更高的要求,BMS将和传统汽车电子一样,除了要保证BMS核心技术竞争力外,同时还要保证规模质量的可靠性,所以专业BMS企业的专注性显得尤为珍贵。她认为,当业界把目光投向技术研究和规模化产品上时,实际上对专业的BMS企业乃至整个行业来说都将产生极大的鼓舞和推动作用,在这样的形势下,科列更加会发挥所长,创造更多价值。

 

 

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