鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:636次 | 2021年11月26日
攻克三大挑戰(zhàn) 只為做好BMS電池管理
在傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量逼近3000萬(wàn)輛,利潤(rùn)卻薄如白紙的關(guān)口上,山東省汽車(chē)電子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王知學(xué)率領(lǐng)一群人“早知早覺(jué)”,提前四五年扎進(jìn)了新能源汽車(chē)的江湖。
一塊電池被裝到電動(dòng)汽車(chē)上跑起來(lái),它便出現(xiàn)了兩個(gè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn):一是電池本身性能,另一是電池管理。王知學(xué)告訴科技日?qǐng)?bào)記者:“純電動(dòng)汽車(chē)行駛距離的長(zhǎng)短,第一看電池,儲(chǔ)量大跑得遠(yuǎn);第二就要看電池管理?,F(xiàn)在很多客戶(hù)抱怨車(chē)子顯示剩余電量不準(zhǔn)確,本來(lái)還能跑100公里,但電腦顯示還能跑150公里,那么你可能就被扔在路上;假如相反,你只能提心吊膽地開(kāi)車(chē)。這兩者都很重要。”
實(shí)際上,電池管理的重要性并不僅僅在此。用學(xué)術(shù)語(yǔ)言形容,電池管理系統(tǒng)無(wú)論在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中,還是在充電過(guò)程中都要可靠地完成電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷,過(guò)度充電或者過(guò)度放電,電池過(guò)冷或者過(guò)熱都要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)總線的方式告知車(chē)輛整車(chē)控制器或充電機(jī),并給出解決方法,從而更加高效安全地使用電池。
進(jìn)軍電池管理領(lǐng)域,王知學(xué)團(tuán)隊(duì)是有底氣的。
他領(lǐng)導(dǎo)下的山東省汽車(chē)電子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是山東省批準(zhǔn)建立的省內(nèi)唯一從事汽車(chē)電子技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,十年來(lái)干的“大事”有目共睹:比如,他們完成了我國(guó)首款為合資汽車(chē)廠商配套且具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于總線技術(shù)的汽車(chē)電子產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝過(guò)程的研發(fā),為我國(guó)在汽車(chē)電子領(lǐng)域進(jìn)行自主創(chuàng)新并最終打破國(guó)外壟斷打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)……
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
十年前,山科院自動(dòng)化所、清華大學(xué)、中通客車(chē)三者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,試圖建立“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新模式,“自動(dòng)化所做電池管理,清華大學(xué)做算法研究和變速箱,中通做集成,裝在中通車(chē)上?!?/p>
這是一項(xiàng)充滿挑戰(zhàn)的科研路。
王知學(xué)明白,“新能源汽車(chē)有三大關(guān)鍵部件,電池、電機(jī)加電控。電池和電池管理這套系統(tǒng)在三大部件中無(wú)論是成本還是價(jià)值都占了1/3?!逼渲械奶魬?zhàn)有三:
“第一,鋰電過(guò)度充電和過(guò)度放電都會(huì)引起危險(xiǎn),但如何解決是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題,如何讓剩余電量到10%就不讓跑了,充滿電要4.4V,如何通過(guò)電池管理系統(tǒng)讓充滿電限制到4.2V左右;第二,電池一致性問(wèn)題,假如它一輛新能源車(chē)要300V的電壓,大概就是100多塊電池串到一塊,假如其中有一塊電池內(nèi)阻高了,它會(huì)引起整個(gè)電池運(yùn)行不正常,這時(shí)必須均衡它,把其他的東西拉到一個(gè)水平上;第三,前面所說(shuō)的剩余電量和電池健康狀態(tài)的計(jì)算,這里面準(zhǔn)確性很重要?!?/p>
十年磨一劍,王知學(xué)團(tuán)隊(duì)沒(méi)有讓伙伴們失望。他們做出了實(shí)現(xiàn)電池荷電狀態(tài)(SOC)精確估算方法,開(kāi)發(fā)出智能安全監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)解決了車(chē)載動(dòng)力電源電流均衡、關(guān)鍵參數(shù)估算和安全監(jiān)控防護(hù)等行業(yè)難題。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
一些關(guān)鍵性的指標(biāo),比如涉及到電池一致性的電池成組、熱管理、電流均衡,比如涉及到電池可靠性的過(guò)度充、放電、高低溫特點(diǎn)、大電流充放、接觸松動(dòng)等,都做到了萬(wàn)無(wú)一失。
汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專(zhuān)家鐘志華院士認(rèn)為,“這個(gè)項(xiàng)目提出了全階段鋰離子電池均衡技術(shù)及基于RC等效電路的電池SOC估算技術(shù),開(kāi)發(fā)出新型模塊化電池成組技術(shù),并開(kāi)發(fā)出高集成度、低成本車(chē)載能源系統(tǒng),解決了車(chē)載動(dòng)力電源系統(tǒng)壽命預(yù)測(cè)、SOC估算和安全防護(hù)等行業(yè)難題,并大幅提升了電池組使用壽命;在整車(chē)集成方面,提出了多級(jí)安全防護(hù)技術(shù),有效保障了關(guān)鍵零部件可靠性及高壓安全性?!?/p>
“他們打破國(guó)外技術(shù)封鎖和壟斷,獲得了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)?!逼?chē)工程專(zhuān)家郭孔輝院士也十分看好這項(xiàng)成果;而泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才、濰柴動(dòng)力副總裁張紀(jì)元更看到了項(xiàng)目在產(chǎn)業(yè)化上的努力,“這個(gè)項(xiàng)目在山東、黑龍江,新加坡、菲律賓等100余個(gè)國(guó)內(nèi)外城市和國(guó)家地區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模應(yīng)用,累計(jì)銷(xiāo)售收入達(dá)80億元?!?/p>
有關(guān)這一切,王知學(xué)并不滿足。他說(shuō):“我們還在路上,要更多努力?!?/p>