• 動力電池安全 PACK和BMS是關鍵

     

        受益于國內政策對新能源汽車和動力鋰電池行業發展的大力扶持,2015年新能源汽車產銷量劇增,動力電池供不應求,政策紅利惠及整個產業鏈。業內人士預計,2016年將迎來動力電池發展元年。

      動力電池長期應用趨勢毋庸置疑,但安全性能是消費者選擇產品的首要標準。近期工信部“叫停”三元鋰電池、新能源大巴接二連三起火自燃事故、5561輛大眾純電高爾夫因“電池管理系統問題”召回等事件的接連發生,再度引發了公眾對動力電池安全性能的關注。

      對于動力電池的安全問題,除了電池材料技術路線爭議外,業內普遍認為,PACK及BMS在保障電池安全方面的作用無可替代。

      動力電池PACK成品由三部分構成,即電池模組、BMS和固定架外殼(涵蓋了熱管理、結構設計、高壓控制、安全管理等內容)。其中,BMS被稱為電動汽車動力電池系統的“大腦”,與動力電池、整車控制系統共同構成了電動汽車的三大核心技術。

      沒有電池管理的電池包就是一個炸彈。BMS(Battery Management System),即電池管理系統是動力電池包的核心,均衡荷電量、使用壽命、使用安全等,都需要BMS來管控和優化,在新能源汽車產業鏈,BMS的產業價值十分重要。

      公開資料顯示,BMS具有防止過充、避免過放、溫度控制、保持電池組件電壓和溫度平衡、預測電池的剩余電量和剩余行駛里程等功能。同時,BMS還具備實時監控并調整電池管理狀態的能力、與多個平行子系統同步協調工作的能力。透過BMS能準確量測電池組使用狀況,保護電池不至于過度充放電,平衡電池組中每一顆電池的電量,以及分析計算電池組的電量并轉換為可理解的續航力信息,確保動力電池安全運作。


    在科技部發布的2016年國家“新能源汽車”試點專項文件中,動力電池與電池管理系統被列為重點研究任務,其中,“充電設施對BMS保護需求的響應率達100%”被列為對電動汽車基礎設施運行安全與互聯互通技術方面的考核指標之一。

      盡管BMS對于電動汽車來說很重要,但由于在整車成本中的占比相對較低,長期以來不受整車企業的重視,缺乏設計和生產經驗,要把BMS產品做精做強,國內企業在動力電池BMS領域仍有較長的一段路程要走,但由于新能源汽車產銷量的突然爆發,迅速擴張的下游應用市場并未給BMS行業足夠的成長時間。有研究報告預測到2020年,車用動力電池的市場規模將達到1200億元。其中,乘用車使用的BMS系統約占10%-16%,商用車的約占3%-5%,屆時國內電動車用BMS的市場規模將達170億元。

      伴隨著鋰電池產能大幅擴張,市場對BMS需求放量,比亞迪、國軒高科等整車企業、電芯企業也開始布局BMS領域。電池企業及整車企業在加速分食市場,PACK企業也有一套自己的生存之道。

      “BMS盡管在整車成本中的占比較低,但對保障動力電池的安全性很重要。PACK企業要想生存,憑借的是BMS核心技術、BMS的整個方案的解決實力和服務能力”


       【BMS】

      1、基于溫度傳感器(每個小的模塊都有溫度傳感器)和煙霧傳感器,判斷電池的異常,及時給駕駛員發出報警信號,然后切斷車輛的高壓系統。

      2、檢測動力電池的異常電阻,當檢測到回路電阻異常變化的時候(接插件松動/螺絲松動產生/電池異常),及時給駕駛員發動警報,切斷高壓。

      3、遠程監控系統,會根據傳輸的參數及經驗模型判斷電池狀態,及時的反饋給終端系統。

      【PACK】

      大家認為動力電池的不安全性,本質上是由于目前電池的不足造成的,在PACK設計方面采取以下措施:

      1、在單體的選擇比較重要,電池安全性好,不易發生著火及爆炸的電池。

      2、增加自動滅火器,檢測到火源產生的時候,自動滅火。

      3、電池箱體增加卸壓閥,防止壓力的累積。

      4、箱體及模塊材料選擇耐高溫阻燃材料。

      5、針對每一款電池,都會做模塊的燃燒測試,確保在高溫灼燒的時候不會起火及爆炸。

      6、對電池箱進行CAE熱設計,設計良好的熱管理系統,防止電池箱體在高溫使用環境下過熱。

      7、選擇使用防松動的螺栓。

      動力電池安全誰做主?做好PACK和BMS是關鍵


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