電動汽車電池管理知多少？BMS電池管理技術(shù)詳解！
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-14 10:54
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特斯拉電動汽車核心三大件，電池來自日本松下，電機則來自臺灣供應(yīng)商，只有電池管理系統(tǒng)是特斯拉自主研發(fā)的核心技術(shù)，在其2008-2015年申請的核心知識產(chǎn)權(quán)中，大部分與電池管理系統(tǒng)有關(guān)，那么電池管理核心技術(shù)是什么？
1、BMS發(fā)展歷史知多少？
BMS是電池管理系統(tǒng)的英文簡稱，是動力電池和儲能電池不可或缺的重要部件，其成本約占電池組總成本的20%左右，它先前被整車廠認(rèn)為只是動力電池的附屬品，直到特斯拉電動汽車出現(xiàn)才改變了這一觀點，因而作為一個細分領(lǐng)域發(fā)展也僅僅才五六年的時間，2012年其市場規(guī)模僅為2億元，但是隨著新能源車發(fā)展對BMS需求的持續(xù)增長，業(yè)內(nèi)預(yù)測其在2015-2025年復(fù)合增長率將達到21.1%，到2020年中國BMS市場規(guī)模將達到250億元
2、BMS電池管理技術(shù)詳解？
BMS是連接電池和整車的紐帶，它首先通過準(zhǔn)確估測動力電池組的荷電狀態(tài)（SOC），保證SOC維持在合理范圍之內(nèi)，防止由于過度充電和放電帶來的電池損傷，并隨時顯示電動汽車的儲能電池的剩余電量;其次通過實時采集電動汽車蓄電池組每塊電池的端電壓、溫度、充放電流及電池包總電壓，建立每塊電池的使用歷史檔案，篩選出有問題電池，以保證電池組運行可靠性和高效性;再者保證單體電池均衡充電，使得電池組各個電池達到均衡一致的狀態(tài)。
從核心技術(shù)層面來看，BMS簡單可分為檢測模塊和運算控制模塊，檢測是指測量電芯的電壓、電流、溫度及電池組電壓，然后將這些數(shù)據(jù)傳送給運算模塊進行處理及發(fā)出指令，運算控制模塊則分為硬件、基礎(chǔ)軟件、運行環(huán)境及應(yīng)用軟件，最為核心部分是應(yīng)用軟件，它涉及到電池狀態(tài)估算方法、故障診斷和電池保護，其中狀態(tài)估算包括SOC（State Of Charge）、SOP（State Of Power）和SOH(State of Health）、電池均衡和電池?zé)峁芾恚琒OP和SOH都依賴于SOC，因此SOC算法是BMS技術(shù)的核心，其算法精準(zhǔn)度和糾錯能力至關(guān)重要
3、BMS玩家都有哪些？
BMS技術(shù)是電動汽車關(guān)鍵技術(shù)，雖然在數(shù)據(jù)可靠性、SOC估算精度和安全管理等方面有待提高，同時急需設(shè)立行業(yè)技術(shù)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)，提高整車廠對BMS重要性認(rèn)知，但當(dāng)前已經(jīng)進入實際應(yīng)用階段，BMS開發(fā)設(shè)計存在三大玩家，具體如下：
首先是新能源汽車企業(yè)，內(nèi)部都會有BMS團隊，在BMS研發(fā)費用及技術(shù)應(yīng)用上有著得天獨厚的優(yōu)勢，但是做好BMS的關(guān)鍵在于和電池設(shè)計聯(lián)系起來，它需要建立電池技術(shù)研究中心，構(gòu)建實驗室并擁有一套完全屬于自己的評價和標(biāo)定體系，這就不是整車廠擅長事情。
其次是電池PACK企業(yè)，它們優(yōu)勢在于電池制造出身，熟悉電池性能、構(gòu)造及設(shè)計，但是對BMS研發(fā)需要投入龐大資金，同時還要考慮后期應(yīng)用銷量;
再者是第三方BMS公司，它們大多以輕資產(chǎn)方式運營，擁有較為完整、涵蓋BMS軟硬件開發(fā)、測試及電池標(biāo)定的團隊人員構(gòu)架，同時它們服務(wù)的客戶更多，因而涉及的應(yīng)用場景更豐富，其積累的數(shù)據(jù)及算法設(shè)計則更為有效，但是由于體量較小，被新能源車企和電池PACK企業(yè)收購可能性比較大
新技術(shù)的核心在于“陽極制造”，主要用硅來制造，陽極是電池的主要組成部分。目前的電池陽極是用石墨制造的，新陽極用硅制造，可以存儲更多電量，但在真實世界中，硅陽極往往比較脆弱，或者壽命很短，難以推廣使用。
Sila Technologies開發(fā)出一種原型產(chǎn)品，成功解決這些問題，它將硅與石墨納米粒子融合，讓產(chǎn)品變得更耐用。Sila Technologies還說，如果使用它們開發(fā)的新技術(shù)，電池存儲的電量會比今天的鋰離子電池高20-40%。
何為硅材料？它是重要的半導(dǎo)體材料，化學(xué)元素符號Si，電子工業(yè)上使用的硅應(yīng)具有高純度和優(yōu)良的電學(xué)和機械等性能。硅是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，它的產(chǎn)量和用量標(biāo)志著一個國家的電子工業(yè)水平。
硅具有優(yōu)良的半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì)。禁帶寬度適中，為1.12電子伏。載流子遷移率較高，電子遷移率為1350厘米2/伏·秒，空穴遷移率為480厘米2/伏·秒。本征電阻率在室溫(300K)下高達2.3×105歐·厘米，摻雜后電阻率可控制在104～10-4 歐·厘米的寬廣范圍內(nèi)，能滿足制造各種器件的需要。硅單晶的非平衡少數(shù)載流子壽命較長,在幾十微秒至1毫秒之間。
硅碳負極逐步成為產(chǎn)業(yè)關(guān)注焦點，國外企業(yè)率先實現(xiàn)硅碳負極材料量產(chǎn)，目前國內(nèi)企業(yè)也已布局硅碳負極材料。相關(guān)公司詳情如下：
