電池是新能源汽車行業(yè)的關(guān)鍵?BMS笑了!
在新能源汽車發(fā)展中,區(qū)別于傳統(tǒng)燃油汽車的動力電池長期向來被視為發(fā)展關(guān)鍵。隨著技術(shù)創(chuàng)新,市場對動力電池的要求也愈發(fā)的高,但動力電池安全保障低、使用壽命短、功率小等問題卻成為創(chuàng)新瓶頸。此時,電池管理系統(tǒng)(BMS)作為銜接電池組、整車系統(tǒng)和電機的重要紐帶,逐漸被企業(yè)視為最核心技術(shù)。
電池報廢問題嚴重
近年來,隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的飆升,動力電池作為新能源汽車的心臟也進入高速發(fā)展期。據(jù)預測,2020年我國新能源汽車保有量將達到500萬輛,受此利好提振,從2015年起,中國動力電池行業(yè)掀起大規(guī)模擴產(chǎn)浪潮,期望在市場高速發(fā)展中搶奪先機。
在新能源汽車迅速增長的直接帶動下,2016年動力電池產(chǎn)業(yè)也迎來了大幅提升,近八成企業(yè)實現(xiàn)了利潤增長。其中,凈利潤增幅同比超過100%的企業(yè)達到近50家。但與此同時,動力電池產(chǎn)業(yè)“小而散”的格局并沒有得到解決,高端產(chǎn)能不足低端產(chǎn)能過剩的問題也在進一步加劇。
數(shù)據(jù)顯示,2016年我國動力電池新增產(chǎn)能是2015年的2.8倍,產(chǎn)量同比僅增長82%。如果這些產(chǎn)能全部釋放,我國動力電池產(chǎn)能將達到170GWh/年。進入2017年,受補貼政策等多重因素影響,新能源汽車1月銷量同比大幅度下滑,動力電池產(chǎn)業(yè)也直接受到了影響,行業(yè)面臨新一輪的整合重組。
此外,中國汽車技術(shù)研究中心預測,到2020年前后,我國純電動(含插電式)乘用車和混合動力乘用車動力電池累計報廢量將達到12萬至17萬噸。而2009年到2012年間推廣的新能源車,已經(jīng)進入電池報廢期,但目前關(guān)于報廢電池何去何從的問題卻始終沒有得到妥善解決。
過度的電池報廢有可能使得新能源汽車變得不環(huán)保,因此關(guān)系著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展前景。而延遲電池壽命是解決電池報廢問題的關(guān)鍵,而BMS就是其中重要的解決方案。
BMS:新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵
BMS被業(yè)內(nèi)稱為新能源汽車電池的“大腦”,與動力電池組、整車控制系統(tǒng)共同構(gòu)成新能源汽車的三大核心技術(shù)。
在新能源汽車運行時需要數(shù)十或數(shù)百節(jié)電池配置成一長串,以產(chǎn)生高達 1000V 或更高的電壓。這時,電子系統(tǒng)必須能夠從電池組中的每節(jié)電池向中央處理點發(fā)送信息,也即是說BMS可實現(xiàn)從根源控制串聯(lián)電池,從而進一步提高整個電池系統(tǒng)的安全性和可靠性。
而就動力電池本身而言,高能量密度特性使其成為新能源車輛的主要動力源,但由于生產(chǎn)工藝、使用環(huán)境的差異導致電池組的不一致性在使用過程中逐漸擴大,可能出現(xiàn)過充、過放和局部過熱的危險,嚴重影響電池組的使用壽命和安全。
BMS作為保護動力鋰離子電池使用安全的控制系統(tǒng),時刻監(jiān)控電池的使用狀態(tài),通過必要措施緩解電池組的不一致性,為新能源車輛的使用安全提供保障,并延長動力電池的使用壽命。
在此情況下,有業(yè)者表示未來企業(yè)可將新能源汽車的發(fā)展關(guān)鍵從動力電池逐漸落實到電池管理系統(tǒng)。
BMS即將爆發(fā)
BMS 是動力和儲能電池包中不可或缺的重要部件,其成本平均占據(jù)電池組總成本的30%左右。 受益于新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,BMS 的市場規(guī)模將快速增長。根據(jù)FMI預測,2015 到2025 年全球新能源汽車帶來的BMS 市場的CAGR 為21.1%。
事實上,BMS作為一個細分領域發(fā)展不過短短四五年的時間。2012-2013年,整個BMS領域的市場規(guī)模僅有1-2億左右。有些整車廠甚至認為BMS系統(tǒng)只是動力電池的附屬品,專業(yè)的BMS企業(yè)生存艱難。
近年來,隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的火爆,BMS產(chǎn)業(yè)終于站上了國家政策的風口,產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)行業(yè)對BMS重視程度的不斷加大,BMS的競爭愈發(fā)激烈。 此外在2015 年11 月,科技部發(fā)布了2016 年國家“新能源汽車”試點專項文件,其中BMS 被列為重點研究任務。
隨著應用規(guī)模的擴大,BMS 的電路板和芯片的更新?lián)Q代速度、量產(chǎn)規(guī)模都將逐步提升,BMS 的價格將緩慢下降,預計在2020 年降至目前的80%左右。根據(jù)該預測,到2020 年國內(nèi)新能源汽車帶來的BMS 需求將超過250 億元。
BMS技術(shù)趨勢
2016年至2020年,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)必將迎來一波洶涌的洗牌潮,以前三五個人有點電氣與控制的基礎知識,對整車一點都不了解就擼起袖子干BMS的時代已經(jīng)結(jié)束了。從發(fā)展趨勢來看,汽車的整體發(fā)展是智能化、電動化的趨勢,因此主機廠要求汽車電子產(chǎn)品 BMS產(chǎn)品導入ISO26262功能安全標準的要求將是無可避免的。在這過程中BMS企業(yè)也必然要積極研究車輛行業(yè)的技術(shù)需求,與主機廠共同成長。
不過,目前,BMS的身份比較尷尬,主機廠對電池企業(yè)提出的控制策略要求,電池企業(yè)又轉(zhuǎn)移到BMS團隊上?,F(xiàn)在的趨勢是主機廠的動力總成控制部分會直接對BMS提出策略性的要求,以實現(xiàn)主機廠對整車安全控制的掌控。
參考日本、美國主機廠的經(jīng)驗,未來不排除出現(xiàn)電池企業(yè)只需提供電芯單體,主機廠直接進行電池系統(tǒng)集成的可能。還有一個大趨勢,就是BMS企業(yè)需要與主機廠共同研究PACK技術(shù)。