如果问新能源汽车生产厂家最怕的是什么?可能很多人会回答“自燃”。确实,电动汽车自燃不仅是企业的噩梦,也是整个行业的噩梦。究其原因,除电池本身问题外,控制电池运行的电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)也起着关键作用。
某种程度上可以说,中国锂电池的水平已经不低,在生产规模上更是世界第一,很多先进生产线均为进口,硬件设施已经属于先进水平。但是为什么很多电池用两三年就不行了,业内人士认为,一个重要的短板还是在BMS。
“以为电池已经不行了,实际电芯还是好的,这暴露的是控制系统弱点。”德锂龙(上海)电动汽车技术开发有限公司总经理黄马库斯这样告诉记者。
BMS,通常被业内称为新能源汽车电池的“大脑”,与动力电池组、整车控制系统共同构成新能源汽车的三大核心技术。由于其在新能源汽车产业中特有的重要性,越来越受到业内“追捧”,同时也蕴藏了巨大商机。
国内首次出现BMS研究在2000年左右,而产品真正出现市场大概也就只有四五年时间。记者了解了解到,BMS技术的不成熟性,成为新能源汽车进一步发展亟待突破的瓶颈。
目前我国BMS产品的市场管理还处于“无序”阶段,没有国家统一的强制性检测标准。同时,我国BMS产品技术能力及设计理念方面与国外还存在很大差距,难以担负未来新能源汽车实际应用需求。
安全令与“心理安慰”
“对投入示范运行的插电式混合动力汽车、纯电动汽车要全部安装车辆运行技术状态实时监控系统,特别是要加强对动力电池和燃料电池工作状态的监控。”
2011年8月18日,科技部、财政部、工信部和发改委等四部委在联合发布的新能源汽车示范推广“安全令”——《关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的函》中如此强调。
“安全令”的颁布时机有点微妙。
当年4月13日,一辆车牌号为“浙AT2618”的电动出租车行驶至杭州武林路222号附近时突然发生自燃,整辆车子被烧得支离破碎。
6月8日,杭州市政府通报了众泰电动车自燃原因,作出“电池成组后未能满足车辆使用环境的需求,出现电池漏液、绝缘受损以及局部短路的情况”的鉴定结果。
当年参与事故调查的一位专家事后指出:“尽管中国在动力电池、电机和控制系统等领域有一定的技术储备优势,但这些技术优势是局部的、暂时的,在集成技术方面仍需要攻关。”
“安全令”所言的车辆运行技术状态实时监控系统就是BMS,它与动力电池组质量同等重要,对于规避电池燃烧都起着至关重要的作用。
距离上述政策发布近两年后,目前我国的BMS发展现状又是如何呢?
“目前在我国,BMS已经是新能源汽车的‘标配’部件,对于降低消费者对于电池安全的担忧起着极其重要的‘心理安慰’作用,可是没有一家企业的BMS经受过强制安检。”
国家863电动车重大专项动力电池测试中心、中国北方车辆研究所动力电池实验室主任王子冬4月接受《汽车商业评论》专访时这样说道。
与国外相比,我国BMS在数据采集的可靠性、电池的荷电状态(SOC)的估算精度、热管理、均衡、安全管理等方面有很大不足。很多企业的单体、小模块电池测试结果和成组后的结果差异很大,主要表现在单体电池符合安全和性能标准,而一旦成组,在安全、寿命、放电能力等方面就难以保证合格。
王子冬举例道,单体电池循环充放电可达2000次,成组后就只有1000次,根本原因就是没有成熟的BMS。由于电池芯局部功耗过大,产生局部热量,且信息无法精确传递至驾驶员,极易导致电池自燃发生。
无强制检测
一位不愿具名的南方某知名BMS厂家销售工程师告诉《汽车商业评论》,国内BMS的设计、生产基本上是由电池厂或是其委托的第三方主导,在与动力电池进行技术匹配后,一起装在整车上进行测试,对于测试的项目、流程及时间基本是由整车厂最后拍板,而整车厂对于BMS各种技术也不知就里。
在测试过程环节,BMS出现的任何问题基本就是就地解决,发现一个解决一个。经过多轮的测试,整车厂、电池厂及电子厂发觉没有新的问题出现,BMS连同动力电池即可交付用户。
他说:“从开始设计到装备车辆,少则三个月,多则七八个月,完全是为了赶整车厂的下线进度,很难说产品质量是完美,而这也是行业惯例。”
国外BMS投放市场前,需要经过严格的环境可靠性测试,如沙尘、盐雾、潮湿、淋雨、高温、震动、疲劳、电磁干扰等一系列的功能性检测,耗时数年。
而我国的BMS基本上就是看着不错,能够有一些简单的实时监测功能就可以了,至于功能的可靠性、稳定性、精确度、使用寿命都难以达到国外行业水平。
对于这种“头痛医头脚痛医脚”的检测现状,王子冬表示无奈。
BMS检测不属于动力电池强制检测的工作范围,中国北方车辆研究所耗资近2000万元设立了国际先进的BMS检测中心,根本原因就是他们发现,电池发生自燃、功能衰减等问题往往不是发生在充放电环节,而是在使用环节,这时BMS质量的重要性就显得尤为突出。
王子冬说:“由于我国没有对BMS检测的强制制度,很多企业不愿意将产品拿到我们这里检测。与动力电池强制检测及认证制度相比,BMS的重要性往往被业内忽略,以为很简单,其实关乎电池的终身安全使用。”
记者了解到,国外对于BMS是主动认证制度,企业在做BMS研发、开发过程中,会将所有的测试项目都做完,让用户在使用过程中提不出毛病。国内则是另外一个情况,国家有强制要求做测试就做,没有就不做。
实际上,即使是对电池的强制检测标准,业内也颇有微词。中国有6家机构在做电池检测,但整个标准是2009年制定,主要是针对锰酸锂动力电池的特性来检测,很难反映目前以磷酸铁锂动力电池为主的市场现状及技术发展。
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