鉅大LARGE | 點擊量:1337次 | 2020年04月01日
同濟大學魏學哲:細數電動汽車BMS的三個時代
日前,在動力電池:大市場VS‘小’問題主題沙龍上,同濟大學汽車學院副院長魏學哲教授向與會嘉賓介紹了電動汽車BMS的相關情況。
魏學哲介紹說,應用到汽車上的不同電池,在不同的應用場合、不同的溫度、不同的生命周期階段,其特性是不一樣的,而且電池個體之間也會存在一些差異,這就需要對電池進行管理,即BMS。從狹義上來講,BMS=電路+算法+軟件。
針對鋰離子電池的應用場景不同,魏學哲將BMS分為三個階段。他介紹說,早期鋰離子電池主要應用于3C產品和電動自行車,應用特點是規模小,功率、能量級別和成本都較低,對應用的容忍度較好。因此這個階段被魏學哲稱為1.0時代,BMS的關鍵詞是保護。這其中涉及到欠壓、過壓、過流、過溫等多個方面的保護,因此這一階段的BMS邏輯比較簡單,僅通過硬件方面進行解決。用魏學哲自己的話說,用低成本、簡單粗暴的辦法解決應用問題,實際上是把應用掩蓋起來了。
進入2.0時代,鋰離子電池的應用發展成為成百上千塊電池一同使用,典型的場景就是純電動汽車。這時電池的特點是規模更大、更注重性能、壽命和安全性,單純的硬件設計已經無法滿足應用需求。因此,這一階段的關鍵詞是估計,包括對SOC、SOH、SOP等電池不同狀態的估計。這一階段的BMS已經有了算法和軟件,通過測量電池的各種性能參數,估算狀態和參數,提高電池性能和安全性,延長使用壽命。在這代電池管理系統里,實際上是對基礎和現實的和諧,再好的性能也受制于計算能力。正因如此,魏學哲認為這一階段的BMS仍然沒有發揮最佳的管理能力。
而魏學哲口中的3.0時代,則是對未來的期望,當未來應用的電池變成成千上萬塊的時候,BMS既要了解電池單體的性能,也要為電池的全生命周期服務,因此,他認為這一階段的關鍵詞應該是數據。未來的BMS,將會涉及到大量而細致的在線測量數據,同時還會涉及更高的計算能力、更精確的算法模型、更多的維度管理和更長的生命后期。魏學哲認為,3.0時代將著重于數據驅動的算法,這個時代也被稱之為技術對現實的適應,能夠真正反映電池本身的能力和整個應用的需求。在3.0時代,電池相關數據將涉及從開發、制造到梯次利用、回收等各個環節,因此魏學哲建議電池企業應將這些數據進行保存,這將對電池的設計、故障檢測、性能提升起到很大的幫助。
魏學哲也提到,在目前所處的BMS2.0時代,一些電池企業進行BMS設計還存在一些問題。對于汽車行業而言,長期的發展讓企業形成自成體系的工作方法,具有高度的工程化和嚴謹的流程,而電池行業由于發展時間較短,對這種流程體系認識不深。BMS與汽車密切相關,如果不按汽車行業這種固有的方法論開發BMS,當汽車企業大規模進入BMS領域時,電池企業很有可能被淘汰。