如果問(wèn)新能源汽車(chē)生產(chǎn)廠家最怕的是什么?可能很多人會(huì)回答”自燃”。確實(shí)，電動(dòng)汽車(chē)自燃不僅是企業(yè)的噩夢(mèng)，也是整個(gè)行業(yè)的噩夢(mèng)。究其原因，除電池本身問(wèn)題外，控制電池運(yùn)行的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，簡(jiǎn)稱(chēng)BMS)也起著關(guān)鍵作用。

　　某種程度上可以說(shuō)，中國(guó)鋰電池的水平已經(jīng)不低，在生產(chǎn)規(guī)模上更是世界第一，很多先進(jìn)生產(chǎn)線均為進(jìn)口，硬件設(shè)施已經(jīng)屬于先進(jìn)水平。但是為什么很多電池用兩三年就不行了，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，一個(gè)重要的短板還是在BMS。

　　”以為電池已經(jīng)不行了，實(shí)際電芯還是好的，這暴露的是控制系統(tǒng)弱點(diǎn)?！钡落圐?上海)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司總經(jīng)理黃馬庫(kù)斯這樣告訴作者。

　　BMS，通常被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為新能源汽車(chē)電池的”大腦”，與動(dòng)力電池組、整車(chē)控制系統(tǒng)共同構(gòu)成新能源汽車(chē)的三大核心技術(shù)。由于其在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中特有的重要性，越來(lái)越受到業(yè)內(nèi)”追捧”，同時(shí)也蘊(yùn)藏了巨大商機(jī)。

　　國(guó)內(nèi)首次出現(xiàn)BMS研究在2000年左右，而產(chǎn)品真正出現(xiàn)市場(chǎng)大概也就只有四五年時(shí)間。作者了解了解到，BMS技術(shù)的不成熟性，成為新能源汽車(chē)進(jìn)一步發(fā)展亟待突破的瓶頸。

　　目前我國(guó)BMS產(chǎn)品的市場(chǎng)管理還處于”無(wú)序”階段，沒(méi)有國(guó)家統(tǒng)一的強(qiáng)制性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，我國(guó)BMS產(chǎn)品技術(shù)能力及設(shè)計(jì)理念方面與國(guó)外還存在很大差距，難以擔(dān)負(fù)未來(lái)新能源汽車(chē)實(shí)際應(yīng)用需求。

　　安全令與”心理安慰”

　　”對(duì)投入示范運(yùn)行的插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)要全部安裝車(chē)輛運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，特別是要加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池和燃料電池工作狀態(tài)的監(jiān)控。”

　　2011年8月18日，科技部、財(cái)政部、工信部和發(fā)改委等四部委在聯(lián)合發(fā)布的新能源汽車(chē)示范推廣”安全令”————《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能與新能源汽車(chē)示范推廣安全管理工作的函》中如此強(qiáng)調(diào)。

　　”安全令”的頒布時(shí)機(jī)有點(diǎn)微妙。

　　當(dāng)年4月13日，一輛車(chē)牌號(hào)為”浙AT2618”的電動(dòng)出租車(chē)行駛至杭州武林路222號(hào)附近時(shí)突然發(fā)生自燃，整輛車(chē)子被燒得支離破碎。

　　6月8日，杭州市政府通報(bào)了眾泰電動(dòng)車(chē)自燃原因，作出”電池成組后未能滿(mǎn)足車(chē)輛使用環(huán)境的需求，出現(xiàn)電池漏液、絕緣受損以及局部短路的情況”的鑒定結(jié)果。

　　當(dāng)年參與事故調(diào)查的一位專(zhuān)家事后指出：”盡管中國(guó)在動(dòng)力電池、電機(jī)和控制系統(tǒng)等領(lǐng)域有一定的技術(shù)儲(chǔ)備優(yōu)勢(shì)，但這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)是局部的、暫時(shí)的，在集成技術(shù)方面仍需要攻關(guān)。”

　　”安全令”所言的車(chē)輛運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)就是BMS，它與動(dòng)力電池組質(zhì)量同等重要，對(duì)于規(guī)避電池燃燒都起著至關(guān)重要的作用。

　　距離上述政策發(fā)布近兩年后，目前我國(guó)的BMS發(fā)展現(xiàn)狀又是如何呢?

　　”目前在我國(guó)，BMS已經(jīng)是新能源汽車(chē)的‘標(biāo)配’部件，對(duì)于降低消費(fèi)者對(duì)于電池安全的擔(dān)憂起著極其重要的‘心理安慰’作用，可是沒(méi)有一家企業(yè)的BMS經(jīng)受過(guò)強(qiáng)制安檢?！?/p>

　　國(guó)家863電動(dòng)車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心、中國(guó)北方車(chē)輛研究所動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)室主任王子冬4月接受《汽車(chē)商業(yè)評(píng)論》專(zhuān)訪時(shí)這樣說(shuō)道。

　　與國(guó)外相比，我國(guó)BMS在數(shù)據(jù)采集的可靠性、電池的荷電狀態(tài)(SOC)的估算精度、熱管理、均衡、安全管理等方面有很大不足。很多企業(yè)的單體、小模塊電池測(cè)試結(jié)果和成組后的結(jié)果差異很大，主要表現(xiàn)在單體電池符合安全和性能標(biāo)準(zhǔn)，而一旦成組，在安全、壽命、放電能力等方面就難以保證合格。

　　王子冬舉例道，單體電池循環(huán)充放電可達(dá)2000次，成組后就只有1000次，根本原因就是沒(méi)有成熟的BMS。由于電池芯局部功耗過(guò)大，產(chǎn)生局部熱量，且信息無(wú)法精確傳遞至駕駛員，極易導(dǎo)致電池自燃發(fā)生。

　　無(wú)強(qiáng)制檢測(cè)

　　一位不愿具名的南方某知名BMS廠家銷(xiāo)售工程師告訴《汽車(chē)商業(yè)評(píng)論》，國(guó)內(nèi)BMS的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)基本上是由電池廠或是其委托的第三方主導(dǎo)，在與動(dòng)力電池進(jìn)行技術(shù)匹配后，一起裝在整車(chē)上進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于測(cè)試的項(xiàng)目、流程及時(shí)間基本是由整車(chē)廠最后拍板，而整車(chē)廠對(duì)于BMS各種技術(shù)也不知就里。

　　在測(cè)試過(guò)程環(huán)節(jié)，BMS出現(xiàn)的任何問(wèn)題基本就是就地解決，發(fā)現(xiàn)一個(gè)解決一個(gè)。經(jīng)過(guò)多輪的測(cè)試，整車(chē)廠、電池廠及電子廠發(fā)覺(jué)沒(méi)有新的問(wèn)題出現(xiàn)，BMS連同動(dòng)力電池即可交付用戶(hù)。

　　他說(shuō)：”從開(kāi)始設(shè)計(jì)到裝備車(chē)輛，少則三個(gè)月，多則七八個(gè)月，完全是為了趕整車(chē)廠的下線進(jìn)度，很難說(shuō)產(chǎn)品質(zhì)量是完美，而這也是行業(yè)慣例?！?/p>

　　國(guó)外BMS投放市場(chǎng)前，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的環(huán)境可靠性測(cè)試，如沙塵、鹽霧、潮濕、淋雨、高溫、震動(dòng)、疲勞、電磁干擾等一系列的功能性檢測(cè)，耗時(shí)數(shù)年。

　　而我國(guó)的BMS基本上就是看著不錯(cuò)，能夠有一些簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能就可以了，至于功能的可靠性、穩(wěn)定性、精確度、使用壽命都難以達(dá)到國(guó)外行業(yè)水平。

　　對(duì)于這種”頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的檢測(cè)現(xiàn)狀，王子冬表示無(wú)奈。

　　BMS檢測(cè)不屬于動(dòng)力電池強(qiáng)制檢測(cè)的工作范圍，中國(guó)北方車(chē)輛研究所耗資近2000萬(wàn)元設(shè)立了國(guó)際先進(jìn)的BMS檢測(cè)中心，根本原因就是他們發(fā)現(xiàn)，電池發(fā)生自燃、功能衰減等問(wèn)題往往不是發(fā)生在充放電環(huán)節(jié)，而是在使用環(huán)節(jié)，這時(shí)BMS質(zhì)量的重要性就顯得尤為突出。

　　王子冬說(shuō)：”由于我國(guó)沒(méi)有對(duì)BMS檢測(cè)的強(qiáng)制制度，很多企業(yè)不愿意將產(chǎn)品拿到我們這里檢測(cè)。與動(dòng)力電池強(qiáng)制檢測(cè)及認(rèn)證制度相比，BMS的重要性往往被業(yè)內(nèi)忽略，以為很簡(jiǎn)單，其實(shí)關(guān)乎電池的終身安全使用。”

　　作者了解到，國(guó)外對(duì)于BMS是主動(dòng)認(rèn)證制度，企業(yè)在做BMS研發(fā)、開(kāi)發(fā)過(guò)程中，會(huì)將所有的測(cè)試項(xiàng)目都做完，讓用戶(hù)在使用過(guò)程中提不出毛病。國(guó)內(nèi)則是另外一個(gè)情況，國(guó)家有強(qiáng)制要求做測(cè)試就做，沒(méi)有就不做。

　　實(shí)際上，即使是對(duì)電池的強(qiáng)制檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)也頗有微詞。中國(guó)有6家機(jī)構(gòu)在做電池檢測(cè)，但整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是2009年制定，主要是針對(duì)錳酸鋰動(dòng)力電池的特性來(lái)檢測(cè)，很難反映目前以磷酸鐵鋰動(dòng)力電池為主的市場(chǎng)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展。

　　高、中、低

　　據(jù)作者了解，現(xiàn)今國(guó)外盛行的BMS產(chǎn)品多采用主動(dòng)式均衡功能設(shè)計(jì)，價(jià)格和技術(shù)含量較高，屬于未來(lái)發(fā)展趨勢(shì);而國(guó)內(nèi)基本采用被動(dòng)式均衡功能和不帶均衡功能的BMS產(chǎn)品，價(jià)格低、功能簡(jiǎn)單。

　　目前寶馬Mini E、日產(chǎn)聆風(fēng)、特斯拉Model S及陷入困境的菲斯克Karma電動(dòng)汽車(chē)均采用主動(dòng)式BMS均衡，不僅能達(dá)到電池組均衡目的，監(jiān)測(cè)的精度也高(誤差小于0.7%)，市場(chǎng)價(jià)格為2~3萬(wàn)元/套。

　　而中國(guó)新能源汽車(chē)主要使用被動(dòng)式BMS均衡，黃馬庫(kù)斯告訴《汽車(chē)商業(yè)評(píng)論》，僅僅是將容量多的電池中多余的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)整組電池電壓的均衡，市場(chǎng)售價(jià)僅為2000~3000元/套。目前江淮同悅電動(dòng)汽車(chē)所用BMS即為被動(dòng)式均衡設(shè)計(jì)。

　　至于不帶均衡功能設(shè)計(jì)的BMS，則不過(guò)是起著電池電流、電壓、溫度、SOC(電池剩余電流)、SOH(電池健康度)等信息實(shí)時(shí)顯示功能的監(jiān)控系統(tǒng)，功能最為簡(jiǎn)單，市場(chǎng)價(jià)格約為1000元/套，但它目前為國(guó)內(nèi)低速電動(dòng)車(chē)所大量采用。

　　合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司總經(jīng)理方建華并不完全贊成使用主動(dòng)式均衡功能設(shè)計(jì)的BMS。他說(shuō)：”從整車(chē)控制本身來(lái)說(shuō)，主動(dòng)均衡是需要的，而且是好的，但是考慮到我們國(guó)內(nèi)電池的工業(yè)化水平，有時(shí)候盲目崇拜主動(dòng)均衡會(huì)弊大于利。”

　　主要原因就是它某種程度上掩飾了電池的缺陷。如果電池出現(xiàn)微短路，能量釋放少的單體電池就會(huì)在主動(dòng)均衡條件下，自動(dòng)補(bǔ)充電能，長(zhǎng)此以往，這塊電池的儲(chǔ)能能力弱的特點(diǎn)就不容易被發(fā)現(xiàn)，毛病也就會(huì)看不出來(lái)。

　　方建華對(duì)《汽車(chē)商業(yè)評(píng)論》說(shuō)：”包括江淮廠家也給我們提過(guò)在他們的產(chǎn)品上使用主動(dòng)均衡的要求，但是都被我們委婉拒絕了，我們的觀點(diǎn)就是目前時(shí)機(jī)還不成熟。盲目做主動(dòng)均衡BMS反而不利于電池的健康使用?！?/p>

　　斷裂的鏈條

　　盡管如此，”與國(guó)外成熟市場(chǎng)相比，中國(guó)的BMS研發(fā)體系存有很大缺陷?！秉S馬庫(kù)斯告訴作者。

　　在國(guó)外，BMS與電池一樣，只是整車(chē)廠生產(chǎn)的一個(gè)汽車(chē)零部件，整車(chē)廠置于金字塔頂端。BMS從功能定義的設(shè)計(jì)開(kāi)始，就由整車(chē)廠牽頭主導(dǎo)，然后找第三方設(shè)計(jì)公司進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，最后找生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)，三方共同決定電池包的BMS匹配方案。

　　同樣，在生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)歷工程樣件、小批量試生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)。在每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，都離不開(kāi)整車(chē)廠與設(shè)計(jì)公司從中協(xié)調(diào)、改進(jìn)、再協(xié)調(diào)、再改進(jìn)的往復(fù)身影。整個(gè)研發(fā)時(shí)間少則1~2年，多則5~6年。目前戴姆勒-奔馳、寶馬、豐田等國(guó)際巨頭企業(yè)均是采用此類(lèi)體系。

　　回看中國(guó)，情況截然相反。BMS從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的數(shù)月過(guò)程中，整車(chē)廠僅是買(mǎi)方身份，沒(méi)有太多參與權(quán)和決定權(quán)。

　　目前國(guó)內(nèi)的BMS基本由電池廠及第三方電子廠進(jìn)行研發(fā)、生產(chǎn)，約各占50%市場(chǎng)份額，整車(chē)廠參與度很少，這是業(yè)內(nèi)基本常態(tài)。比如江淮電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池來(lái)自于合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司，而B(niǎo)MS也由這家公司與惠州市億能電子有限公司合作提供。

　　自2009年中國(guó)大力推廣新能源汽車(chē)始，國(guó)家就強(qiáng)調(diào)整車(chē)廠必須在電池、電機(jī)、電控方面至少有一個(gè)專(zhuān)長(zhǎng)，除比亞迪在電池領(lǐng)域有研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)外，其他整車(chē)廠基本都選擇相對(duì)容易的電機(jī)，至于BMS領(lǐng)域，鮮有技術(shù)儲(chǔ)備。

　　對(duì)于整車(chē)廠在BMS方面的不作為，方建華認(rèn)為”這是事實(shí)”，因?yàn)椤蔽覀兊膰?guó)情不一樣，目前中國(guó)絕大多數(shù)電動(dòng)車(chē)都是由傳統(tǒng)車(chē)改造，我們整車(chē)廠對(duì)電動(dòng)車(chē)的研發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家”。

　　同樣值得注意的是，BMS在研發(fā)、生產(chǎn)及測(cè)試過(guò)程中，需要整車(chē)廠提供汽車(chē)平臺(tái)結(jié)構(gòu)和整車(chē)控制通信信號(hào)、動(dòng)力電池相關(guān)結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)等信息，而這方面又是整車(chē)廠與電池廠的核心機(jī)密，BMS廠家需要很多時(shí)間花在溝通環(huán)節(jié)，最終成果也難言高效。

　　方建華覺(jué)得BMS這樣的研發(fā)現(xiàn)狀是暫時(shí)的，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展一定是一個(gè)全新平臺(tái)，就必然會(huì)考慮到BMS各項(xiàng)指標(biāo)的匹配性、穩(wěn)定性。隨著大家對(duì)整個(gè)系統(tǒng)集成的理解加深，整車(chē)企業(yè)與電池企業(yè)一起來(lái)做BMS是一個(gè)比較好的未來(lái)合作趨勢(shì)。

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