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  • 科列技術劉志茹:后補貼時代下的BMS及動力電池系統開發

    • 2019-01-17 19:07
    • 來源:電車資源

    摘要:深圳市科列技術股份有限公司副總經理、動力系統研究院院長劉志茹做題為“后補貼時代下的BMS及動力電池系統開發”的演講,針對BMS及動力電池系統開發等問題,分享了看法。

    動力電池管理系統作為整車電池系統的大腦,承擔著非常重要的工作和任務。根據相關數據,新能源量產車故障類型占比最多的是溫差過大,占比高達75.42%;其次是壓差過大,占比8.44%;排在第三的是單體電壓過低,占比5.72%。BMS及動力電池系統應如何開發?

    近日,在電車資源、成都新能源汽車產業推廣應用促進會共同主辦的“2019第二屆中國(成都)新能源汽車高峰論壇”上,深圳市科列技術股份有限公司副總經理、動力系統研究院院長劉志茹做題為“后補貼時代下的BMS及動力電池系統開發”的演講,針對BMS及動力電池系統開發等問題,分享了看法。

    科列技術劉志茹:后補貼時代下的BMS及動力電池系統開發

    深圳市科列技術股份有限公司副總經理、動力系統研究院院長劉志茹

    一、電池系統的問題及解決方案

    1.國內新能源汽車終端用戶關心的問題

    劉志茹表示,目前國內新能源汽車終端用戶最關心的問題有:安全問題、壽命問題、故障問題以及經濟性問題。把這些問題分解到不同的環節,電池廠需要解決電芯的質量問題、循環壽命問題、性能和一致性問題、高能量密度問題等;主機廠/Pack廠商需解決絕緣、漏電、熱失控問題,容量衰減、壓差變大問題,電芯一致性及配組壓差、溫差、繼電器粘連、絕緣、采集等故障,以及匹配合適的電池包的開發成本和開發周期問題。

    2018年,工信部對電動汽車的安全、可靠性和壽命提出明確要求,其中要求運營類車輛裝用使用過程中故障較多的動力電池應全檢,并且車輛在運行過程中的安全問題要備案記錄。這對新能源汽車行業各個環節都提出更進一步的要求。

    2.國外新能源汽車遇到的問題

    以上是國內新能源汽車遇到的一些問題,那么國外新能源汽車在推向市場時遇到哪些問題呢?劉志茹通過舉例國外與電動汽車動力電池系統、BMS相關的召回事件,進行說明。

    (1)2018年4月,通用召回雪佛蘭Bolt純電動乘用車,其問題是無法檢測出單體組間的SOC的差異,導致無法預警電池的電壓過低,車輛失去動力。

    (2)2016年大眾汽車召回e-Golf純電動車,也是電池管理系統軟件問題,因為診斷問題導致誤判電流為電池緊急狀態導致車輛熄火。

    (3)2015年本田召回混合動力乘用車,原因是電壓信號采集缺陷。

    (4)2015年4月,菲亞特召回5600輛500e電動乘用車,原因是整車控制與電池管理系統之間軟件不匹配。

    據劉志茹介紹,以上這些召回的解決措施主要是軟件升級,2018年4月通用召回由于比較嚴重,需要更換電池。

    3.實際開發過程中遇到的問題

    除了在市場上我們看到的這些問題,新能源車在實際開發過程中也會遇到很多問題。比如,在樣車聯合調試階段,調試時間不固定,問題多、時間跨度大、一直持續到量產上線。“我認為這種操作有非常大的局限性,而且推出去的產品有很大的風險。”劉志茹表示。

    SOX帶來的問題一直是大家比較頭疼的問題。SOX的精度不僅影響續駛里程,更是安全參考的指標,因為很多控制策略是依據SOC、SOP或者SOH來做決定。

    劉志茹指出,電池的應用非常關鍵,我們要選擇合適的區間和工作窗口來保障電池使用的安全性和壽命。如果電池的溫度、電壓、電流都出現濫用的情況,那么一方面會影響電池的安全性,另一方面會加速電池的老化。

    劉志茹表示,以上這些問題已經不是個別產品的問題,而是上升到系統的問題。要解決這些問題,就需要從整體出發,研究系統的解決方案。科列通過標定技術解決當前電動汽車尤其是動力電池與電池管理系統的相關問題。

    二、標定技術及應用

    劉志茹表示,標定的最終目的是滿足整車可靠性、安全性、經濟性、動力性等方面的需求。

    1.BMS及電池系統標定

    BMS及電池系統的標定方法如下:

    (1)基礎數據的獲取測試:電池電芯、電池包測試

    (2)BMS HIL標定測試

    (3)電池包系統集成標定測試

    (4)動力系統臺架標定測試、整車標定測試

    劉志茹強調,決定標定成功與否的關鍵因素是,要確定標定參數、開發測試規范和標定流程。

    科列上海BMS研發測試及標定中心于2017年投入使用,得到深圳市科創委的支持,已申請成為深圳市動力電池標定工程中心。

    2.整車道路工況及耐久測試

    試驗場的道路工況及耐久測試、冬季測試、碰撞測試,由于技術、資源、成本、時間等因素,由整車廠主導,BMS企業進行配合。科列提供測試標定驗證計劃、執行測試、提供測試報告,并提供標定報告。

    (1)電芯測試平臺應用

    根據BMS控制策略和整車使用條件進行電芯倍率特性、溫度特性、OCV—SOC特性、內阻特性、壽命特性等基礎數據測試,并提供測試報告。基于正確的電芯數據的獲取,可以使電池包的SOC精度滿足整車設計的要求。

    (2)BMS的HIL平臺仿真測試

    BMS的HIL仿真測試平臺可實現的標定有:針對軟件、硬件以及系統的設計開發需求,進行標定測試;核心算法的仿真測試及標定;故障診斷等控制策略的測試標定等。

    (3)電池系統測試標定
    電池系統測試臺架特點有: BMS具有真實的控制和監控對象及部分電氣負載;可實現集成電池包性能(如容量、能量、功率、一致性等)、環境、熱管理、BMS SOX精度、各種管理邏輯控制策略、故障診斷等標定測試。

    三、總結

    劉志茹最后表示,通過標定技術不僅可以解決動力電池系統內部問題,如BMS本身的問題、SOX核心算法精度、傳感器采樣精度、熱管理/能量管理等控制策略等。

    通過標定技術還可以解決動力系統集成問題,包括動力電池包與整車功率、行駛里程、制動回收、使用環境等匹配;動力電池包與充電過程匹配;動力電池包高壓管理滿足整車設計需求;動力電池包安全設計滿足整車要求等。

    (來源:電車資源)

    版權聲明:本文版權為電車資源所有,轉載請務必注明來源(電車資源)及作者。 

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