• 动力电池安全 PACK和BMS是关键

     

        受益于国内政策对新能源汽车和动力锂电池行业发展的大力扶持,2015年新能源汽车产销量剧增,动力电池供不应求,政策红利惠及整个产业链。业内人士预计,2016年将迎来动力电池发展元年。

      动力电池长期应用趋势毋庸置疑,但安全性能是消费者选择产品的首要标准。近期工信部“叫停”三元锂电池、新能源大巴接二连三起火自燃事故、5561辆大众纯电高尔夫因“电池管理系统问题”召回等事件的接连发生,再度引发了公众对动力电池安全性能的关注。

      对于动力电池的安全问题,除了电池材料技术路线争议外,业内普遍认为,PACK及BMS在保障电池安全方面的作用无可替代。

      动力电池PACK成品由三部分构成,即电池模组、BMS和固定架外壳(涵盖了热管理、结构设计、高压控制、安全管理等内容)。其中,BMS被称为电动汽车动力电池系统的“大脑”,与动力电池、整车控制系统共同构成了电动汽车的三大核心技术。

      没有电池管理的电池包就是一个炸弹。BMS(Battery Management System),即电池管理系统是动力电池包的核心,均衡荷电量、使用寿命、使用安全等,都需要BMS来管控和优化,在新能源汽车产业链,BMS的产业价值十分重要。

      公开资料显示,BMS具有防止过充、避免过放、温度控制、保持电池组件电压和温度平衡、预测电池的剩余电量和剩余行驶里程等功能。同时,BMS还具备实时监控并调整电池管理状态的能力、与多个平行子系统同步协调工作的能力。透过BMS能准确量测电池组使用状况,保护电池不至于过度充放电,平衡电池组中每一颗电池的电量,以及分析计算电池组的电量并转换为可理解的续航力信息,确保动力电池安全运作。


    在科技部发布的2016年国家“新能源汽车”试点专项文件中,动力电池与电池管理系统被列为重点研究任务,其中,“充电设施对BMS保护需求的响应率达100%”被列为对电动汽车基础设施运行安全与互联互通技术方面的考核指标之一。

      尽管BMS对于电动汽车来说很重要,但由于在整车成本中的占比相对较低,长期以来不受整车企业的重视,缺乏设计和生产经验,要把BMS产品做精做强,国内企业在动力电池BMS领域仍有较长的一段路程要走,但由于新能源汽车产销量的突然爆发,迅速扩张的下游应用市场并未给BMS行业足够的成长时间。有研究报告预测到2020年,车用动力电池的市场规模将达到1200亿元。其中,乘用车使用的BMS系统约占10%-16%,商用车的约占3%-5%,届时国内电动车用BMS的市场规模将达170亿元。

      伴随着锂电池产能大幅扩张,市场对BMS需求放量,比亚迪、国轩高科等整车企业、电芯企业也开始布局BMS领域。电池企业及整车企业在加速分食市场,PACK企业也有一套自己的生存之道。

      “BMS尽管在整车成本中的占比较低,但对保障动力电池的安全性很重要。PACK企业要想生存,凭借的是BMS核心技术、BMS的整个方案的解决实力和服务能力”


       【BMS】

      1、基于温度传感器(每个小的模块都有温度传感器)和烟雾传感器,判断电池的异常,及时给驾驶员发出报警信号,然后切断车辆的高压系统。

      2、检测动力电池的异常电阻,当检测到回路电阻异常变化的时候(接插件松动/螺丝松动产生/电池异常),及时给驾驶员发动警报,切断高压。

      3、远程监控系统,会根据传输的参数及经验模型判断电池状态,及时的反馈给终端系统。

      【PACK】

      大家认为动力电池的不安全性,本质上是由于目前电池的不足造成的,在PACK设计方面采取以下措施:

      1、在单体的选择比较重要,电池安全性好,不易发生着火及爆炸的电池。

      2、增加自动灭火器,检测到火源产生的时候,自动灭火。

      3、电池箱体增加卸压阀,防止压力的累积。

      4、箱体及模块材料选择耐高温阻燃材料。

      5、针对每一款电池,都会做模块的燃烧测试,确保在高温灼烧的时候不会起火及爆炸。

      6、对电池箱进行CAE热设计,设计良好的热管理系统,防止电池箱体在高温使用环境下过热。

      7、选择使用防松动的螺栓。

      动力电池安全谁做主?做好PACK和BMS是关键


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