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《BMS蓄電池管理系統(tǒng)行業(yè)分析概要.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、蓄電池管理系統(tǒng)(EMS行業(yè)分析一、EMS基本概念電池管理系統(tǒng)(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM電池管理系統(tǒng)(BMS是電池與用戶之間的紐帶,主要對象是二次電池。二次電池存在下面的一些缺點,如存儲能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的,不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(tǒng)(BMS主要就是為了能夠提高電池的利用率,防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電,延長電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。隨著電池管理系統(tǒng)的發(fā)展,也會增添其它的功能。電池管理系統(tǒng)(BMS是電動汽車的核心,對整車的安全運行、整車控制策略的選擇、充電模式的選擇
2、以及運營成本都有很大的影響。電池管理系統(tǒng)無論在車輛運行過程中還是在充電過程中都要可靠的完成電池狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障診斷,并通過總線的方式告知車輛集成控制器或充電機,以便采用更加合理的控制策略,達(dá)到有效且高效使用電池的目的。二、BMS與新能源汽車蓄電池管理系統(tǒng)(BMS,通常被業(yè)內(nèi)稱為新能源汽車電池的“大腦”,與動力電池組、整車控制系統(tǒng)共同構(gòu)成新能源汽車的三大核心技術(shù)。由于其在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中特有的重要性,越來越受到業(yè)內(nèi)“追捧”,同時也蘊藏了巨大商機。電動車輛在后期維護中的消耗資金95%是用于電池的維護,而維護工作量的90%是用于對電池的維護,而有效的電池管理系統(tǒng)可以減輕至少
3、一半的維護量,并使電池報廢量減少一半。2011年8月18日,科技部、財政部、工信部和發(fā)改委等四部委在聯(lián)合發(fā)布的新能源汽車示范推廣“安全令”《關(guān)于加強節(jié)能與新能源汽車示范推廣安全管理工作的函》中強調(diào):“對投入示范運行的插電式混合動力汽車、純電動汽車要全部安裝車輛運行技術(shù)狀態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng),特別是要加強對動力電池和燃料電池工作狀態(tài)的監(jiān)控。”2011年4月1日,發(fā)改委發(fā)布了《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》修訂征求意見稿,其中包括:“新能源汽車關(guān)鍵零部件外資比例不超過50%”一項,對國外新能源汽車行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)企業(yè)進入中國市場進行了部分限制。三、技術(shù)難度電動汽車上的蓄電池組,通常都是由120
4、個左右的單體電池串連起來進行工作。N個單節(jié)蓄電池串聯(lián)成的蓄電池組的可靠性只有單節(jié)可靠性的1/N。電池組投入使用以后,其實際容量狀態(tài)總是從均衡狀態(tài)逐步向不均衡狀態(tài)發(fā)展。而一組蓄電池中,容量最低的單節(jié),以“桶板原則”的方式制約著蓄電池組的容量。蓄電池組的實際可使用容量數(shù)值,就是容量最低的單節(jié)容量數(shù)值。在充放電過程中,BMS要確保電池容量最低的電池不發(fā)生過充電或不過放電,做到這一點,電池就不會發(fā)生過早的非循環(huán)使用性損壞。為了保證這一點,就需要對每一塊單體電池進行管理,而電池管理系統(tǒng)還必須根據(jù)電池規(guī)格、容量等客戶要求進行專門定制,在電池整體價格中占有相當(dāng)?shù)谋戎?如果采用進口產(chǎn)品價
5、格會非常高昂?，F(xiàn)在市場上BMS流行的方法是根據(jù)原始放電數(shù)據(jù),經(jīng)充放電循環(huán)后計算容量的增減量予以顯示。這種方法是靜態(tài)的測量,但電動車輛上的電量轉(zhuǎn)換成化學(xué)能要受到的牽制因素非常多,精確計算的難度相當(dāng)大,由于計算產(chǎn)生的偏差會積累,最后顯示的數(shù)據(jù)就會誤導(dǎo)用戶錯誤地使用蓄電池。近幾年來多家電動汽車在運營中出現(xiàn)的事故或問題,絕大多數(shù)都與不夠完善的電池管理系統(tǒng)脫不了干系。盡管汽車電源系統(tǒng)將電池組看作單個高壓電池,每次都對整個電池組進行充電和放電,但電池控制系統(tǒng)必須獨立考慮每個電池的情況。如果電池組中的一個電池容量稍微低于其他電池,那么經(jīng)過多個充電/放電周期后,其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電
6、池。如果這個電池的充電狀態(tài)沒有周期性地與其它電池平衡,那么它最終將進入深度放電狀態(tài),從而導(dǎo)致?lián)p壞,并最終形成電池組故障。為防止這種情況發(fā)生,每個電池的電壓都必須監(jiān)視,以確定充電狀態(tài)。此外,必須有一個裝置讓電池單獨充電或放電,以平衡這些電池的充電狀態(tài)。車載電池器件之間在不同的電壓上給進行通信帶來了難以克服的挑戰(zhàn)。許多國內(nèi)企業(yè)面對這個挑戰(zhàn),只能選擇退而求其次,選擇“權(quán)宜之計”。有的電動汽車廠商在找不到有效的電池管理系統(tǒng)之前,只能用降等的方式來使用電動車輛,電池組只能降等在“限制適用范圍”內(nèi)工作,而不能在“合理適用范圍內(nèi)工作”,這樣蓄電池組的結(jié)構(gòu)容量就無法發(fā)揮出來。目前許多正在
7、應(yīng)用的電動汽車對自己的電池組都有這樣的限制。有的中小企業(yè)干脆使用鉛酸電池,這樣就不需要車載BMS系統(tǒng),維護工藝也較鋰電池簡單的多。但鉛酸電池在輕型化、小型化以及續(xù)航里程方面已經(jīng)沒有太大的發(fā)揮空間,所以絕大部分汽車廠商最終還是選擇鋰電池作為最主要動力來源,而BMS系統(tǒng)的發(fā)展與鋰電池的技術(shù)完善,將直接決定新能源汽車的推廣速度。四、BMS研發(fā)現(xiàn)狀目前在國外主流的電動車輛廠家和設(shè)計公司,包括薩博轎車、日產(chǎn)帥客、寶馬MiniE等,都非常關(guān)注BMS的主動均衡功能。日本青森工業(yè)研究中心從1997年開始至今,仍在持續(xù)進行電池管理系統(tǒng)(BMS實
