為啥目前國內(nèi)的BMS產(chǎn)品無法跟國外的相比呢？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-05 14:13
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國外公司BMS做的比較好的有聯(lián)電、大陸、德爾福、AVL和FEV等等，現(xiàn)在基本上都是按照AUTOSAR架構(gòu)以及ISO26262功能安全的要求來做，軟件功能更多，可靠性和精度也較高。國內(nèi)很多主機(jī)廠也都有自主開發(fā)的BMS產(chǎn)品并應(yīng)用，前期在功能和性能上與國外一流公司相差甚遠(yuǎn)，但隨著國內(nèi)電池和BMS技術(shù)的快速發(fā)展差距正在逐步縮小，希望不久的將來能夠?qū)崿F(xiàn)成功追趕甚至超越。
為啥目前國內(nèi)的BMS產(chǎn)品無法跟國外的相比呢？原因是多方面，其中優(yōu)秀的開發(fā)工程師匱乏是重要原因之一。雖然BMS系統(tǒng)本身不算復(fù)雜，但其與整車控制器、充電樁、電池等系統(tǒng)都會有軟硬件方面的連接及交互，這就大大增加了BMS產(chǎn)品開發(fā)的難度。如果要開發(fā)一款優(yōu)秀的BMS產(chǎn)品，開發(fā)相關(guān)者（包括硬件工程師、軟件工程師、需求工程師、結(jié)構(gòu)工程師、質(zhì)量工程師等）就必須對BMS開發(fā)過程中的所有知識都要有系統(tǒng)的了解。
平時(shí)工作當(dāng)中有沒有這樣的感受：
做硬件開發(fā)的不懂軟件；
做軟件開發(fā)的不懂硬件；
做軟、硬件開發(fā)的不懂測試；
做質(zhì)量的和售前、售后、供應(yīng)鏈的就更不懂軟、硬件和測試；
而作為客戶，電池廠、整車廠對BMS開發(fā)知識了解也沒有那么深入；
這樣能開發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品嗎？只有團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人都相互了解、懂得，才能做出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。
作為一個(gè)BMS行業(yè)從業(yè)者或者欲從事BMS行業(yè)的朋友，如果準(zhǔn)備在所在崗位做的更加優(yōu)秀，能脫穎而出，你必須對BMS產(chǎn)品開發(fā)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)知識有個(gè)系統(tǒng)的了解。
這些知識包括哪些呢？電動知家?guī)湍鲆粋€(gè)系統(tǒng)的梳理。
1、IS026262功能安全標(biāo)準(zhǔn)
隨著電子電氣系統(tǒng)越來越集成和復(fù)雜，其安全性也越發(fā)顯得重要。因此，對功能安全的考慮應(yīng)該深入工程師的設(shè)計(jì)思維。而ISO26262正是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織專門針對汽車電子電氣系統(tǒng)制定的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)在汽車行業(yè)廣泛推行。
2、新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理
新能源汽車與電動汽車如何定義？新能源汽車動力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、新能源汽車高壓系統(tǒng)、新能源汽車附件在整車當(dāng)中的位置及作用？
3、控制策略開發(fā)與MATLAB應(yīng)用
控制策略開發(fā)的流程、規(guī)范及所需用到軟件工具、功能模塊。MATLAB/Simulink在汽車控制策略開發(fā)中的實(shí)際應(yīng)用，以及建模規(guī)范（MAAB）。
4、AUTOSAR汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
AUTOSAR，即汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)（AutomotiveOpenSystemArchitecture），是一套支持分布式的、功能驅(qū)動的汽車電子軟件開發(fā)方法和電子控制單元上的軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方案，目前AUTOSAR聯(lián)盟已經(jīng)包括寶馬、大眾、福特、豐田、BOSCH、大陸集團(tuán)等眾多汽車企業(yè)、汽車電子企業(yè)等。
5、動力電池基礎(chǔ)
開發(fā)動力電池管理系統(tǒng)需要了解電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、主要性能參數(shù)（例如額定電壓、額定功率、能量密度、功率密度等）及測試方法、電池基本特性（溫度特性、放電特性等）及分析方法。
6、電池建模及狀態(tài)估計(jì)算法
動力電池的很多參數(shù)具有非線性的特點(diǎn)，給電池的狀態(tài)評估和建模帶來了極高的挑戰(zhàn)，也因此成為動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)的核心工作內(nèi)容之一。
7、動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
在動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)中，電池的熱特性是重要的考慮因素之一，因此需要通過研究電池的熱特性進(jìn)而在管理系統(tǒng)中搭建熱管理模塊。
8、電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)
電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作包括硬件（電池均衡、高壓采樣、絕緣檢測等）、軟件（系統(tǒng)算法、故障診斷等）的設(shè)計(jì)，需要考慮功能性和安全性。
9、動力電池測試與驗(yàn)證
測試和驗(yàn)證是動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作的重要一環(huán)，在崗位中需要熟悉動力電池的測試驗(yàn)證要求、標(biāo)準(zhǔn)，能夠制定測試計(jì)劃，并通過測試分析來改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
為啥目前國內(nèi)的BMS產(chǎn)品無法跟國外的相比呢？原因是多方面，其中優(yōu)秀的開發(fā)工程師匱乏是重要原因之一。雖然BMS系統(tǒng)本身不算復(fù)雜，但其與整車控制器、充電樁、電池等系統(tǒng)都會有軟硬件方面的連接及交互，這就大大增加了BMS產(chǎn)品開發(fā)的難度。如果要開發(fā)一款優(yōu)秀的BMS產(chǎn)品，開發(fā)相關(guān)者（包括硬件工程師、軟件工程師、需求工程師、結(jié)構(gòu)工程師、質(zhì)量工程師等）就必須對BMS開發(fā)過程中的所有知識都要有系統(tǒng)的了解。
平時(shí)工作當(dāng)中有沒有這樣的感受：
做硬件開發(fā)的不懂軟件；
做軟件開發(fā)的不懂硬件；
做軟、硬件開發(fā)的不懂測試；
做質(zhì)量的和售前、售后、供應(yīng)鏈的就更不懂軟、硬件和測試；
而作為客戶，電池廠、整車廠對BMS開發(fā)知識了解也沒有那么深入；
這樣能開發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品嗎？只有團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人都相互了解、懂得，才能做出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。
作為一個(gè)BMS行業(yè)從業(yè)者或者欲從事BMS行業(yè)的朋友，如果準(zhǔn)備在所在崗位做的更加優(yōu)秀，能脫穎而出，你必須對BMS產(chǎn)品開發(fā)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)知識有個(gè)系統(tǒng)的了解。
這些知識包括哪些呢？電動知家?guī)湍鲆粋€(gè)系統(tǒng)的梳理。
1、IS026262功能安全標(biāo)準(zhǔn)
隨著電子電氣系統(tǒng)越來越集成和復(fù)雜，其安全性也越發(fā)顯得重要。因此，對功能安全的考慮應(yīng)該深入工程師的設(shè)計(jì)思維。而ISO26262正是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織專門針對汽車電子電氣系統(tǒng)制定的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)在汽車行業(yè)廣泛推行。
2、新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理
新能源汽車與電動汽車如何定義？新能源汽車動力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、新能源汽車高壓系統(tǒng)、新能源汽車附件在整車當(dāng)中的位置及作用？
3、控制策略開發(fā)與MATLAB應(yīng)用
控制策略開發(fā)的流程、規(guī)范及所需用到軟件工具、功能模塊。MATLAB/Simulink在汽車控制策略開發(fā)中的實(shí)際應(yīng)用，以及建模規(guī)范（MAAB）。
4、AUTOSAR汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
AUTOSAR，即汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)（AutomotiveOpenSystemArchitecture），是一套支持分布式的、功能驅(qū)動的汽車電子軟件開發(fā)方法和電子控制單元上的軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方案，目前AUTOSAR聯(lián)盟已經(jīng)包括寶馬、大眾、福特、豐田、BOSCH、大陸集團(tuán)等眾多汽車企業(yè)、汽車電子企業(yè)等。
5、動力電池基礎(chǔ)
開發(fā)動力電池管理系統(tǒng)需要了解電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、主要性能參數(shù)（例如額定電壓、額定功率、能量密度、功率密度等）及測試方法、電池基本特性（溫度特性、放電特性等）及分析方法。
6、電池建模及狀態(tài)估計(jì)算法
動力電池的很多參數(shù)具有非線性的特點(diǎn)，給電池的狀態(tài)評估和建模帶來了極高的挑戰(zhàn)，也因此成為動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)的核心工作內(nèi)容之一。
7、動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
在動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)中，電池的熱特性是重要的考慮因素之一，因此需要通過研究電池的熱特性進(jìn)而在管理系統(tǒng)中搭建熱管理模塊。
8、電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)
電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作包括硬件（電池均衡、高壓采樣、絕緣檢測等）、軟件（系統(tǒng)算法、故障診斷等）的設(shè)計(jì)，需要考慮功能性和安全性。
9、動力電池測試與驗(yàn)證
測試和驗(yàn)證是動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)工作的重要一環(huán)，在崗位中需要熟悉動力電池的測試驗(yàn)證要求、標(biāo)準(zhǔn)，能夠制定測試計(jì)劃，并通過測試分析來改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
下面介紹鋰離子電池主要應(yīng)用的幾類導(dǎo)電劑：導(dǎo)電炭黑Super-PLi，其中有支鏈結(jié)構(gòu)的科琴黑ECP，導(dǎo)電石墨KS-6、SFG-6，氣相生長碳纖維VGCF，碳納米管CNTs和石墨烯及其復(fù)合導(dǎo)電劑。
炭黑：
炭黑在掃描電鏡下呈鏈狀或葡萄狀，單個(gè)炭黑顆粒具有非常大的比表面積。比石墨有更好的離子和電子導(dǎo)電能力，炭黑顆粒的高比表面積，堆積緊密有利于顆粒之間緊密接觸在一起，組成了電極中的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，有利于電解質(zhì)的吸附而提高離子電導(dǎo)率。另外,炭一次顆粒團(tuán)聚形成支鏈結(jié)構(gòu),能夠與活性材料形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu),有助于提高材料的電子導(dǎo)電率。比表面較大帶來的工藝問題是分散困難、具有較強(qiáng)的吸油性，這就需要通過改善活物質(zhì)、導(dǎo)電劑的混料工藝來提高其分散性，并將炭黑量控制在一定范圍內(nèi)（通常是1.5％以下）。在電池中它可以起到吸液保液的作用。
目前導(dǎo)電炭黑還是以常規(guī)導(dǎo)電劑SP為主。導(dǎo)電炭黑中有一類科琴黑，有EC-300J，CarbonECP和ECP-600JD等，與其他用于電池的導(dǎo)電炭黑相比較，科琴黑具有獨(dú)特的支鏈狀形態(tài)。這種形態(tài)的優(yōu)點(diǎn)在于，導(dǎo)電體導(dǎo)電接觸點(diǎn)多，支鏈形成較多導(dǎo)電通路，因而只需很少的添加量即可達(dá)到極高的導(dǎo)電率,其他碳黑多為圓球狀或片狀，故需要很高的添加量才能達(dá)到所需的電性。
導(dǎo)電石墨：
石墨導(dǎo)電劑基本為人造石墨，與負(fù)極材料人造石墨相比，作為導(dǎo)電劑的人造石墨具有更小的顆粒度，一般為3~6μm，且孔隙和比表面更發(fā)達(dá)，也具有較好的導(dǎo)電性，其本身顆粒較接近活物質(zhì)顆粒粒徑，顆粒與顆粒之間呈點(diǎn)接觸的形式，可以構(gòu)成一定規(guī)模的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于改善極片顆粒的壓實(shí)以及提高離子和電子電導(dǎo)率，同時(shí)用于負(fù)極時(shí)更可提高負(fù)極容量。導(dǎo)電石墨具有更好的壓縮性和分散性，可提高電池的體積能量密度和改善極片的工藝特性,一般配合炭黑使用。
石墨導(dǎo)電劑有：KS-6、KS-15、SFG-6、SFG-15等。KS-6：大顆粒石墨粉，羽毛狀，具有一定的儲鋰功能，實(shí)際生產(chǎn)中用于正極。SFG-6：用于負(fù)極做導(dǎo)電劑比較適宜，鱗片狀的人造石墨，可以改善負(fù)極表面性能。
碳纖維（VGCF）：
導(dǎo)電碳纖維具有線性結(jié)構(gòu)，在電極中容易形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，表現(xiàn)出較好的導(dǎo)電性，因而減輕電極極化，降低電池內(nèi)阻及改善電池性能。在碳纖維作為導(dǎo)電劑的電池內(nèi)部，活物質(zhì)與導(dǎo)電劑接觸形式為點(diǎn)線接觸，相比于導(dǎo)電炭黑與導(dǎo)電石墨的點(diǎn)點(diǎn)接觸形式，不僅有利于提高電極導(dǎo)電性，更能降低導(dǎo)電劑用量，提高電池容量。
VGCF雜質(zhì)極少，在正極添加劑方面也能夠放心使用。如將VGCF添加在電極（正極、負(fù)極）上，VGCF有很大的長徑比，即使正、負(fù)極活性材料膨脹收縮后，其活性材料顆粒之間的間隙，可以有VGCF架橋連接，電子與離子傳輸不會間斷，可大幅度提高電極的導(dǎo)電性。由于納米碳纖維VGCF微結(jié)構(gòu)是中空，可以讓正負(fù)電極吸納更多的電解液，使得鋰離子可以順利快速嵌入，有利于高倍率充放電。VGCF是高強(qiáng)度纖維狀長徑比大的材料，可以增加電極板的可繞性，正負(fù)極活性材料顆粒之間粘結(jié)力更強(qiáng)，不會因?yàn)槔@曲而龜裂掉粉，可提高電極的強(qiáng)度。高導(dǎo)電導(dǎo)熱特性，正極活性材料其導(dǎo)電性不好，添加納米碳纖維以提高正極活性導(dǎo)電性，也提高正負(fù)極導(dǎo)熱系數(shù)，利于散熱。上述效果能大幅度提高鋰離子電池的特性（循環(huán)特性、輸出特性等）。VGCF是最適合于需要長壽命、高輸出的汽車用鋰離子電池等的添加材料。
