動(dòng)力電池BMS功能不足的原因是什么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-08 09:55
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一、目前動(dòng)力電池系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題
經(jīng)過(guò)“十五”和“十一五”的研究，尤其是經(jīng)過(guò)“十二五”新能源汽車(chē)大幅度的推廣應(yīng)用，我國(guó)在電池管理系統(tǒng)方面已取得一定進(jìn)展，生產(chǎn)廠家也有一定的規(guī)模，產(chǎn)品種類(lèi)較為完備，能支持基本車(chē)型的配套，但是中國(guó)自主的動(dòng)力電池系統(tǒng)性能與國(guó)外相比，還存在很大差距。
①產(chǎn)品工程化設(shè)計(jì)能力較弱。國(guó)內(nèi)電池企業(yè)一般委托專(zhuān)業(yè)電子公司或高校開(kāi)發(fā)相關(guān)系統(tǒng)，但對(duì)電池自己對(duì)其規(guī)律研究不夠深入，缺乏數(shù)據(jù)積累，無(wú)法與設(shè)計(jì)公司進(jìn)行深入溝通，影響產(chǎn)品性能;
②產(chǎn)品可靠性差。電子元器件多為非車(chē)用級(jí)，而且由于批量較小，多采用手工焊接的方式制造，產(chǎn)品電磁兼容性差，穩(wěn)定性和可靠性低;
③產(chǎn)品系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單，雖具有基本的檢測(cè)監(jiān)控功能，但在數(shù)據(jù)采集的可靠性、 SOC 的估算精度、熱管理、均衡、安全管理等方面的差距;
④電池和整車(chē)行業(yè)對(duì)電池管理系統(tǒng)都缺乏設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，雙方合作缺乏深度。
⑤中國(guó)目前還缺乏熟悉電池和電池管理系統(tǒng)的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人員。
二、動(dòng)力電池系統(tǒng)基本功能
①BMS管理系統(tǒng)要能控制電動(dòng)系統(tǒng)環(huán)境溫度，要保持適宜，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能;
②要保障單體質(zhì)量要高、一致性要高，即動(dòng)力電池單體生產(chǎn)中過(guò)程控制措施到位;
③BMS管理系統(tǒng)，低溫環(huán)境下，要能對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)加溫，對(duì)即將發(fā)生燃燒時(shí)(或爆炸時(shí)刻)，要能自動(dòng)消除這些;
④電池包的IP等級(jí)要符合電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)要求;
⑤要具備自動(dòng)規(guī)避人為不當(dāng)操作的功能。
其中保持電池包基本性能穩(wěn)定，是主要的目標(biāo)。
按照電芯能量密度300Wh/kg和Pack能量密度260Wh/kg的目標(biāo)來(lái)計(jì)算，Pack系統(tǒng)的集成效率要做到85%，而當(dāng)前乘用車(chē)Pack的集成效率普遍在65%左右，這意味著集成效率需要大幅度提升，才能達(dá)成目標(biāo)。
要提高Pack的集成效率，有兩個(gè)可行的途徑，一是優(yōu)化Pack內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大幅度減少Pack內(nèi)部的組件數(shù)量，將更多的組件和功能集成在模組和箱體上，從而減輕重量；另一個(gè)是采用輕量化的材料，如采用鋁型材或復(fù)合材料代替高強(qiáng)度鋼，采用塑膠件代替金屬件等，也可以減輕重量。
2廣泛的溫度適應(yīng)性
冬天可以在零下20℃，甚至零下30℃的低溫下工作，夏天可以經(jīng)受50℃的地面高溫而不趴窩，同時(shí)還要承受3~4C的快充，這是電動(dòng)汽車(chē)大范圍推廣的必要條件。要滿足這一要求，高換熱系數(shù)和快速熱交換的液冷/液熱系統(tǒng)將成為Pack的標(biāo)配。
液冷/液熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在-30~50℃環(huán)境溫度和4C快充工況下，將電池單體的工作溫度控制在15~45℃、電池單體間的溫差控制在5℃以內(nèi)。
綜合運(yùn)用仿真分析和測(cè)試驗(yàn)證等手段，達(dá)到液冷/液熱系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能做到-30~50℃的使用溫度范圍，以及大倍率和長(zhǎng)壽命使用。
液冷/液熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須與整車(chē)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)相互匹配，必須與Pack的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高度集成，必須達(dá)到極高的熱交換效率。
