储能电池加工

假设把电芯比作人体的心脏，模组和电池包比作健旺的体魄，那么整个动力锂电池体系要平稳运转，还要一个支配身体的才智大脑，那便是BMS。

电池办理体系(BatteryManagementSystem，简称BMS)是衔接电池和电动轿车的重要纽带，其精准的操控和办理为电池的完美运用保驾护航。

龙生九子，各有不同。即便同一批次出产的两个单体电芯，因出产工艺差错、运用环境差异等，其功用也不或许完全共同;在运用进程中这种不共同性会逐步扩展，或许会呈现过充、过放和部分过热的危险，严峻时影响到电池组的运用寿数和安全。

这时就要BMS大显神通。

那么问题来了，BMS重要做什么?

电池办理体系BMS的功用用途

1、准确估测动力锂电池组的荷电情况

准确估测动力锂电池组的荷电情况(StateofCharge，即SOC)，即电池剩下电量，确保SOC维持在合理的范围内，避免因为过充电或过放电对电池的损伤，然后随时预报混合动力轿车储能电池还剩下多少能量或者储能电池的荷电情况。

2、动态监测动力锂电池组的作业情况

在电池充放电进程中，实时收集动力锂电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，避免电池产生过充电或过放电现象。

一起可以及时给出电池情况，挑选出有问题的电池，坚持整组电池运转的可靠性和高效性，使剩下电量估量模型的实现成为或许。除此以外，还要树立每块电池的运用历史档案，为进一步优化和开发新式电、充电器、电动机等供给资料，为离线剖析体系毛病供给依据。

3、单体电池间的均衡

即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都抵达均衡共同的情况。均衡技能是现在世界正在努力研讨与开发的一项电池能量办理体系的关键技能。

有关BMS的功用，职业界有关其分类方法不尽相同。不过从用户的视点来了解，可大致划分为两大功用电池体检和安全卫士。

即时体检

精准掌握电池情况

即时体检，指的是电池数据收集和情况评价。

数据收集，可简略了解为给电池做例行的体检;在充放电进程中，实时收集电池组中每块电池的端电压、温度、充放电电流及总电压，避免电池产生过充电或过放电现象。

这种体检是在线的、持续的、不间断的。进程中当发现数据异常时，可及时查询对应电池情况，并挑选出有问题的电池，然后坚持整组电池运转的可靠性和高效性。

宁德年代掌握业界抢先的高精度测量技能，总流总压精度可达千分之五;采样数据精度很高，通过实时了解电池真实作业情况，及时做出判别与修正。

体检完毕之后，会进入剖析、诊断、核算的阶段，之后生成体检报告，这个进程可以了解为电池的情况评价。

这时，咱们要了解一个职业的常用术语SOC。

何为SOC?

电池组的荷电情况(StateofCharge，即SOC)，即电池剩下电量。SOC是判别电池过充及过放等一系列毛病的根底，准确的预算SOC，可避免电池过充和过放，延伸电池的运用寿数，然后前进电池的利用率。

其实，除了SOC预算，还有SOH(StateofHealth),SOP(StateofPower)，用户可通过车上外表显现看到这些数据，然后确认电池的作业、功用情况。据此，在维护电池的根底上，将潜力发挥最大化，大大提高驾乘体验。

因而SOC等数据预算的准确与否，就显得特别重要。预算禁绝带来的后果，有或许是轿车抛锚、与预期的行进路程数不符等。

车辆正在进行快充实验时，SOC显现52%

举个比方，满电情况下续航路程为400公里的车辆在道路行进。若预算准确，当SOC显现为10%时，还或许行进的路程是40公里;若预算禁绝，SOC抵达15%，则用户认为的路程为60公里，事实上或许在行进40公里之后，就现已没电了。很显然，关于用户来说，这样的情况很糟糕。

有关电池情况的预算，要通过一系列杂乱的核算。宁德年代掌握了准确的中心算法，通过根据电池参数的预算方法，有用消除累积差错的影响，预算更准确。NCM预算准确度在3%，LFP在5%左右。

安全卫士

维护电池及人身安全

BMS还有另一大中心功用，便是安全卫士;可简略了解为维护的用途，重要体现在对电池及高压安全的防护上。

首要，因为电池内部结构的杂乱性，电池乱用或损坏会影响到电池寿数及安全性，严峻时会造成电池热失控，然后引发安全事故。BMS对电池的维护功用表现在：一方面，对电池情况进行实时监控;另一方面，与整车及充电机等外部体系进行通讯，对充放电进程进行及时有用的操控，然后避免危险事故的产生。

现在，宁德年代已实现了BMS对电池充电、放电及均衡进程全方位的维护，做到了对毛病的提前防备、产生检测，进程操控及影响降级。

工程师在-30℃的黑河进行样车冬天测试

其次，电池体系电压可达300-500V，远超人体安全电压，危险隐患极大，高压安全防护为此保驾护航。BMS通过对绝缘电阻、高压互锁及继电器情况的检测，对或许产生的高压走漏危险进行检测及操控，然后维护驾驶员、乘客及维修人员的人身安全。

程师在整车厂进行高压测试

提到安全，就不得不提功用安全了。功用安全是BMS安全开发的中心，目的是防备、检测及操控BMS及其他E/E部件毛病所造成的动力锂电池体系危险。宁德年代一向以做前列安全电池为开展目标，是业界较早进入功用安全开发领域，也是第一个开发具有ASILD功用安全目标的BMS产品的动力锂电池公司。

何为ASILD等级?

国际安全规范ISO26262根据安全危险程度，将安全需求划分为A到D的安全等级(AutomotiveSafetyIntegrityLevel，ASIL)，其中D级为最高等级，是最苛刻的安全需求，意味着功用安全开发流程及技能要求更严格、相应的开发本钱新增、开发周期延伸。

不同安全等级产品的随机硬件失功率要求

ASILD等级要求产品安全目标失功率小于10^-8/h，意味着1辆车假定每天运转4小时,要运转7万年才呈现1次违反安全目标的功用性毛病。而如此低概率的失功率，可比美飞机的安全规划要求。

宁德年代已先后为宝马、大众、美丽雪铁龙及长城等多家国内外客户，供给或协作开发了满意功用安全要求的BMS产品，获得了客户及第三方评审组织的共同认可。在积累了丰富项目相关经历的一起，宁德年代也逐步形成了BMS产品功用安全的巨大优势。

其实，BMS的功用远不止这些，可谓小身段，大才智。电池办理体系协同电池包，为整车供给强大的动力锂电池体系。未来，宁德年代也将携手同行，踏上更高更远的征途！

解密比亚迪电池办理体系

首要咱们来谈谈唐和秦的电池，类型应该是相同的，仅仅秦的电池组电芯数量比较少，容量13度，唐的比较多，18度。单个的电芯都是比亚迪自己制作的磷酸铁锂离子电池，额定电压3.2V，容量26AH。为何不是最近比较火的三元锂离子电池呢?原因如下图：

储能电池加工企业生产的磷酸铁锂离子电池具有更好的寿数、安全性，更适合插电式混动车的用车情况。

电池单体大概是这个姿态的，可是这个应该是大巴上的，因为电储量高达120AH，咱们的只需26AH，不过大致上是相同的，都是长方体。

唐的电池组坐落底盘中部，体积和分量都比较大。放在底盘的好处是降低了整车重心，一起不影响后备箱空间。缺点嘛，对放水和防磕碰要求比较高，日常运用要注意这块不要浸水，不要磕碰。

这是秦的电池组，坐落后座今后，后备箱之前。优点：放水防磕碰功用都很好，缺点：重心比较高，影响后备箱空间，和唐正好是相对的~

衔接方法为串联(悉数电芯串联)，串联的电池如下图，形象一点说，便是类似于咱们以前用过的手电筒，几个电池头尾相接。

这种衔接方法，每个电芯放电的时分运用相同的电流对外放电，充电的时分相同的电流充电，在不借助均衡体系的情况下，无法对单个电芯进行充放电。并且，当一个电芯充溢时，就要中止对整个电池组的充电，否则这个电芯会过充损坏，而一个电芯放空的时分，整个电池组就要中止放电，否则这个电芯会过放损坏。

还记得手电筒有什么要求么?对了，新旧电池不能混用，也便是说有电和没电的电池不能混用。回到唐和秦的电池组，上边是个示意图，选取了几个电芯。正常情况下，他们的存电量应该是完全相同的，一起充溢，一起放空，假设一向这样循环，那么就不会呈现文章之初的各种问题了。

事实上，电池组运用一段时刻今后，就会呈现各个电芯存电量呈现差异的情况，呈现差异的原因有许多，比方电池自身容量就不共同，或者内阻不共同，作业温度不共平等，都会导致放电容量呈现差异。当各个电芯存电量不共同，就会呈现下图的情况：

表面上看，仅仅有一个电芯损失了一点电量，一共有那么多电芯，应该不会有什么影响吧?咱们继续往下看，这个电池组放电的时分，会产生什么：

整个电池组开释了80%的电量，而这时分，原本不满的电池现已空了，这时分电池组就要中止放电。假设这个电池组的存电量是10度，那么在充溢的情况下，这个不均衡的电池组放电80%也便是8度就现已无法放电了，表面上看只需5%的电量缺失，却导致20%的容量无法运用。这仍是只需4个电芯比较的情况下，假设是200多个，可想而知影响有多大。

那么一旦呈现了不均衡，怎么办呢?这就要用到电池办理体系的均衡模块。唐和秦的均衡模块选用的是被动均衡方法，也便是说，通过旁路电阻给电压较高的电芯放电，使其抵达和其他电芯相同的电压。也便是这样：

每个电芯都有一个由电池办理体系独自操控的电阻，当要的时分，接通这个电阻的电路，给电芯放电。通过通过一定的时刻，这个不均衡的电池组就变成了这样：

电芯电容量共同了，再充电就可以都充溢，放电都放空，悉数恢复正常，容量回来了，续航也回来了!听起来很美，是吧?那为何许多车便是达不到这个效果呢?

首要，这个放电的进程十分缓慢!充电进程的话电流可以抵达10A以上(10000ma)，而这个放电呢?据了解，这个放电电阻允许的最大电流是30ma~在均衡体系一向处于最佳均衡情况的情况下，均衡一度电的差异，也要100小时左右!

其次，均衡体系不是一向作业在最佳情况下的。要有一个好的作业情况，体系要了解哪个电芯是要被放电的，要放多少电。而这个进程不是任意电量都可以完成的。

这是一个磷酸铁锂离子电池放电的曲线图。可以看到，在15%电量以上的时分，电压的差异是十分小的。这时分要找到哪个电芯要放电，放多少，是十分困难乃至不或许的。所以，要让均衡体系处于高效作业情况，就要实时的把电池用到15%以下。

然后充溢电，让车进入均衡情况，这时分的均衡功率是最高的，除非用车，否则主张等到均衡完毕(也便是说外表盘完全平息)。在电池组不均衡的情况下，一次均衡大概要20小时左右，大家可以按照自己的电池组缺少电量来核算要多少个循环。

这也就引申出了另一个问题：在均衡完毕今后，略微用一点电，然后充溢，车辆会再次进入均衡情况，这个时刻，应不应该计入有用均衡?根据楼主的相关经历，这个均衡几乎是无效的。

因为唐和秦的电池组不均衡，绝大多数是某一两个电芯电压过低，要对别的的许多电芯进行放电。而在低电量时，可以正确的符号剩下电芯，高电量下，体系只会符号充溢时电压最高的一个电芯，是一个，可想而知功率是怎么样的了，几乎可以忽略不计。

下面讲一下，什么样的电池是没问题的，什么样的是有问题的。这里，借用了14款秦的DCT软件电池监控模块来展现数据。唐不支持这个，可是电池组的原理是相同的。

许多人去检查电池的时分，发现自己最低电压电芯只需2.6-2.8V，感觉这个电芯有问题，进而要求4S店替换，4S套用厂家的表格，给出正常的答复，客户就会感觉厂家在敷衍。其实，单个电芯电压较低是正常的。

最理想的情况是5%电量是一切电压电芯均低于3V，这样电池组一切的电量都被开释，当然，这样的电池组几乎是不存在的，它要求一切电芯的共同性十分十分好。一般来说，判别电池组情况较好的依据是在5%的情况下，最低电芯电压低于3V，而最高电压电芯电压低于3.15V(放电到5%的瞬间电压即可，寄存一会儿今后电压会回升，不比等回升)。

替换电池厂家有自己的规范，假设满意替换的条件，可以挑选替换，可是楼主更主张先运用正确的均衡方法均衡100小时，假设效果不明显再换。因为替换完的电芯和本来现已有所衰减的电芯是很难匹配共同的。

假设某个电芯有问题，实际容量降低了，那么无论均衡体系如何努力，都是杯水车薪的。那么如何判别电芯问题呢?

均衡问题导致的电压不共同，是5%的时分最低电压电芯和100%时最低电压电芯是同一个。而电芯问题导致的是5%的时分最低电压电芯在100%的时分反而电压较高乃至最高了，假设你的电池组是这样的情况，那么没别的方法，换掉有问题的电芯吧!

充电量缺乏、纯电续航路程缺乏：电池组均衡有问题或某个电芯有问题，解决方法为首要判别是哪种情况，相应的处理意见前文中现已介绍了。

充电跳电：即电池组在充电时在某个百分比(比方96%)，不通过后边的百分比直接抵达100%。原因是体系关于电池组容量的符号大于实际上电池组的容量。在充电到这个百分比时，现已有电芯的电压抵达终止充电的电压。所以体系中止充电，一起确定此刻电量为100%，造成此问题的原因也是充电量缺乏。

电量较低时电量下降飞快：因为磷酸铁锂离子电池的放电特点，在中间很长的平台电压变化很低，体系只能估测剩下电量。而当电芯剩下电量抵达15%(此刻对应电芯电压大约在3.18V)时，电压会忽然下降。

唐和秦的电池办理体系会在有电芯抵达此电压时，从头预估电池组剩下电量，假设此刻剩下电量显现为30%，而体系从头估测后认为只需15%，那么，办理体系会前进外表显现的电量下降速度，造成的成果便是本来1%可以跑800米，而此刻只能跑400米。

国内电池办理体系BMS的窘境

新能源轿车的开展并不是一帆风顺的，曩昔这两年，跟着新能源轿车的许多推行运用，咱们也听到了不少有关新能源轿车的丑闻：自燃、虚伪续航路程等，而为何会呈现这些运用问题呢?没有运用电池办理体系或运用残次的不老练的电池办理体系是主因。实际上，新能源轿车的安全性问题，一向是政府和轿车产业的重点作业之一。

不久前，科技部、财政部、工信部和发改委等四部委，现已联合公布了新能源轿车演示推行安全令(即《有关加强节能与新能源轿车演示推行安全办理作业的函》)，强调对投入演示运转的插电式混合动力轿车、纯电动轿车要悉数安装车辆运转技能情况实时监控体系(简称BMS)，特别是要加强对动力锂电池和燃料动力电池工电动轿车自燃原因多种多样，并非安装了电池办理体系就可以无忧无虑的，例如：在安全、精度、寿数、放电能力等方面，单体电池可以充放电2000次，成电池组后或许只需1000次，若搭载不老练的BMS，无法实时精准地监控电池充放电情况，极易造成电池芯部分功耗过大，呈现部分热量，且信息无法传递至驾驶员，极易导致电池自燃产生。

业界人士认为，安装优秀的电池办理学BMS可以有用前进电池的利用率，避免电池呈现过充电和过放电，并且延伸电池的运用寿数，监控电池组及各电池单芯的运转情况，有用防备电池组自燃，如遇紧急情况提前对司机作出突发事件预警，为确保安全赢得时刻。

新能源轿车和电池办理体系的未来

我国新能源轿车产业始于21世纪初，迄今开展不过十数年，因为人们关于环保和可再生能源的渴求，新能源轿车才迎来了开展机遇，之后便一发不可收拾，在很长的一段未来里，新能源轿车都会作为一个挑战者去侵占原本归于传统燃油轿车的广大商场，并且因为社会开展的要，这种商场份额的侵占，是可以预期的。

在展望新能源轿车快速开展的一起，咱们有必要清楚地认识到，技能的开展才是职业开展的根底，而安稳、高效、安全、可靠的产品便是技能的体现，咱们有必要要了解，国内现在的新能源轿车职业并不友善，频发的电动轿车自燃事件和虚伪续航路程，都暴露出国内现在新能源电池组、电池办理体系的规划、检测、出产的规范的不完善。

技能参数及规范的缺失，也没有权威组织对厂家出产的BMS进行权威检测，这是现在国内BMS商场的困局，导致了BMS产品的良莠不齐，难以大面积推行。

一起，现在国内许多轿车厂商及电池PACK公司关于BMS的重要性认识缺乏，认为只需各个单体电池芯能链接上，就能确保车辆运转，对其安全性心存侥幸，在BMS收购中一味地追求低价格，为求合同的签定，某些不良BMS供给商只需降低BMS功用指标或爽性部分功用，然后埋下安全隐患，这也是对整个职业的不负责任和损伤。

只需赶快树立一致的职业规范，打压不符合商场要求的出产商，树立健全的检测体系，电池办理体系和新能源轿车才干具有可持续开展的未来，这也是诸多厂商和消费者的诉求。

4种轿车动力锂电池功用比较

锂电派

2013年，特斯拉CEO给力哥ElonMusk在德国接受外媒采访时将燃料动力电池（FuelCell）称为傻瓜电池（FoolCell），并表示：他们十分愚蠢，就算从理论上实现燃料动力电池的最佳功用，也无法同今日的锂离子电池抗衡。他还指出锂离子电池还有很大潜力没有发掘。

而别的一方面，通用轿车和丰田等多家车企巨头各自同协作伙伴签定协作开发燃料动力电池协议，计划未来数年内推出燃料动力电池车投入实用。早在2011年丰田就在东京车展上就露脸了FCV-R氢燃料动力电池概念车，本年东京车展则将展出量产类型。丰田公司同宝马签署协议在四个领域进行协作，其中就包括燃料动力电池。

除了丰田，通用轿车和本田轿车宣告将联合开发下一代燃料动力电池技能，以便2020年投放到商场。韩国现代轿车现已首先投产燃料动力电池车，福特、戴姆勒和雷诺-日产正协作开发燃料动力电池技能。

丰田表示，即将量产的燃料动力电池车价格大约挨近宝马5系或者特斯拉ModelS，大约为5万美元左右，一次加注燃料续航路程高达300英里（483公里）。因而性价比具有较高的竞赛力。

那么到底是特斯拉的给力哥对，仍是丰田以及一众车厂对，为何会有燃料动力电池和锂离子电池之争，未来电动轿车的动力之源会是什么呢？咱们来做一个深度解读。

电动轿车和传统轿车

现在林林总总的电动轿车，其实是传统轿车的一个延续，人们做的，仅仅把传统轿车动力部分、燃油部分换成了电机和电池。

电动轿车的历史其实十分十分悠长，1839年，苏格兰的罗伯特安德森给四轮马车装上了电池和电动机，将其成功改造为世界上第一辆靠电力驱动的车辆。内燃机轿车的发明时刻则要推迟到四十余年之后的1885年十月，卡尔奔跑规划制作了世界上第一辆三轮汽油轿车，同年戈特利布戴姆勒也制作出了一部四轮汽油轿车。两人各自成立了自已的轿车公司，1926年两家合并为戴姆勒-奔跑轿车公司。

电动轿车在历史上经历过三个开展期，1885年到1915年是电动轿车的第一次黄金时期。这一期间，因为内燃机技能适当落后，行进路程短，毛病多，维修困难，不及电动轿车，因而电动轿车在这一时期被普遍认可。当时美国总统的座驾便是电动轿车，而不是内燃机轿车。

第二个阶段是60年代，中东战争引发石油危机的大背景下，美国通用轿车公司与福特轿车公司别离研发了新式电动轿车。雪铁龙、美丽则将现有车型改装成小型电动轿车。以此为关键，全球掀起了电动轿车热潮。

第三个阶段是20世纪90年代后，跟着锂离子电池技能的前进，本钱的降低，电动轿车的功用有了巨大提高。终究实现了特斯拉、日产等的量产电动轿车。

从电动轿车的历史可以看出，电动轿车和传统的内燃机轿车，实际上是平行开展，相互竞赛的联系。当电动轿车的功用、本钱、用户体验高于内燃机轿车的时分，电动轿车就有一个黄金开展期，而当内燃机技能前进，体验超过电动轿车时，电动轿车就归于沉寂。

电动轿车功用的关键因素：动力锂电池

关于电动轿车来说，功用、本钱、用户体验能否压倒内燃机轿车，关键在于动力锂电池。

咱们了解，轿车能跑，是因为发动机和变速箱作业，给轿车供给动力，电动轿车能跑是电池和电动机供给动力。电机技能通过百年的开展，现已十分十分老练。

无论是单位分量的功率、仍是功率、寿数、本钱、操控，都远远优于发动机。平等功率的电机往往比发动机廉价，寿数更长，维护保养也更简略。理论上电动轿车应该远比内燃机轿车愈加有竞赛力，而问题的关键就卡在电池上。

众所周知，轿车运动是要能量的，内燃机轿车的能量来自于汽油或者柴油的燃烧，热能转化成动能。而电池通过电机，把电能转化成动能。而现在电动轿车遇到的问题便是相同的分量，相同的体积，电池供给的能量远远低于汽油和柴油，也便是能量密度低。

所以，相同跑300公里，汽油车只需30升的油箱，只需20多公斤汽油，而即便选用了先进锂离子电池的电动轿车，也要600多公斤的巨大电池包，还不算维护电路，电池包自身的维护的分量。

假设用铅酸电池，则要1吨到2吨的沉重电池包，而一辆家用轿车正常的分量也不过1吨多。

除了能量密度，电池还有一个功率密度的概念，动力锂电池可以开释的最大电流是有限的，电压是有限的。即便电动机功率很高，电池瞬间放电能力不行，也会影响电动轿车的功用。

动力锂电池的分类

现在，电动轿车用的动力锂电池种类其实十分多，可是真实实用化的并不多。因为许多电池都有这样或者那样的问题。世界上大部分厂商都挑选了锂离子电池，细节资料上有运用三元锂离子电池的，有运用磷酸铁锂的，有运用锰酸锂的，可是它们都可以归结到锂离子电池的范畴，要充电放电，有循环次数。

氢燃料动力电池和锌空气电池都不是充电电池，是靠耗费其他资料（氢气，锌）呈现电能，要增加其他资料才干维持运转，更类似传统燃油车加油的概念。

还有几种比较另类的电池，一般当作动力锂电池的辅助运用。下面咱们就来详细说说各类电池的特点和用于轿车的好坏。

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