當(dāng)前主流架構(gòu)已轉(zhuǎn)向模塊化分布式設(shè)計(jì)(如主從式架構(gòu)),通過(guò)分層管理實(shí)現(xiàn)更高精度數(shù)據(jù)采集(電壓測(cè)量精度達(dá)±2mV)和迅速響應(yīng)。特斯拉Model3采用“域控制器+子模塊”架構(gòu),單體電池監(jiān)控周期縮短至10ms級(jí)。智能算法的應(yīng)用也使得BMS的性能得到了進(jìn)一步提升,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)修正模型(如LSTM網(wǎng)絡(luò))將SOC估算誤差降至3%以內(nèi);數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建虛擬電池模型,實(shí)現(xiàn)壽命預(yù)測(cè)與故障自診斷;華為2023年推出的云端BMS方案,通過(guò)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練使SOH(良好狀態(tài))預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度提升至95%。市場(chǎng)格局:BMS產(chǎn)業(yè)在新能源汽車、儲(chǔ)能及消費(fèi)電子等領(lǐng)域的需求驅(qū)動(dòng)下,已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。2023年BMS市場(chǎng)規(guī)模約,同比增長(zhǎng),2024年預(yù)計(jì)達(dá)312億元;2025年全球BMS市場(chǎng)規(guī)模將突破250億美元,我國(guó)占比45%,成為全球大型單一市場(chǎng)。新能源汽車是主要驅(qū)動(dòng)力,2024年合肥新能源汽車產(chǎn)量預(yù)計(jì)突破130萬(wàn)輛(同比增長(zhǎng)81%),直接拉動(dòng)BMS需求。儲(chǔ)能領(lǐng)域增速更快,2025年我國(guó)儲(chǔ)能BMS市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)178億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率47%。長(zhǎng)三角(合肥、上海)和珠三角(深圳、東莞)形成BMS產(chǎn)業(yè)集群,占據(jù)70%以上產(chǎn)能。上游芯片、傳感器等元器件國(guó)產(chǎn)化率突破50%,但MCU、AFE芯片仍依賴進(jìn)口。 智能化(AI算法預(yù)測(cè))、高集成度(芯片化)、低功耗、適配快充技術(shù)。什么是BMS電池管理系統(tǒng)方案定制
目前該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種電動(dòng)車、儲(chǔ)能、充換電柜、電動(dòng)工具、特種車輛、船舶等領(lǐng)域。2020年,我司榮獲廣東省專精特新企業(yè),榮獲工信部“專精特新‘小巨人’企業(yè)”稱號(hào)。所謂專精特新企業(yè),是指具有“精細(xì)化、特色化、新穎化”特征的企業(yè)。智慧動(dòng)鋰電子擁有博士、研究生等不同層次的優(yōu)秀人才80多人,并和高校合作在產(chǎn)學(xué)研方面進(jìn)行深度融合,比如中科院深圳技術(shù)研究院等,目前已擁有各項(xiàng)35項(xiàng)及較多軟件著作權(quán)。下一步智慧動(dòng)鋰電子將繼續(xù)和高校、科研機(jī)構(gòu)等加強(qiáng)合作,成立省級(jí)工程技術(shù)中心,校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研深入融合,圍繞安全發(fā)展形成聚合效應(yīng),進(jìn)一步突破關(guān)鍵技術(shù)。BMS技術(shù)向無(wú)線化、AI驅(qū)動(dòng)和平臺(tái)集成方向發(fā)展。無(wú)線BMS減少了傳統(tǒng)布線,減少了90%線束和15%電池包體積,提升了續(xù)航和維修性。AI算法基于機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化SOC/SOH預(yù)測(cè),減少了故障。800V平臺(tái)支持充電和熱管理。云端BMS通過(guò)云端分析實(shí)時(shí)優(yōu)化電池性能。例如,路特斯與AnalogDevices合作,采用無(wú)線BMS(ADBMS6815芯片),實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì),電池包重量降低10%,續(xù)航提升5%。儲(chǔ)能柜BMS電池管理系統(tǒng)研發(fā)車用BMS要求高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、抗干擾;儲(chǔ)能BMS更注重長(zhǎng)周期管理、多層級(jí)均衡及成本控制。
主動(dòng)均衡技術(shù)的痛點(diǎn):設(shè)備采購(gòu)成本較高當(dāng)前新能源板塊發(fā)展突飛猛進(jìn),每個(gè)從業(yè)單位參與的項(xiàng)目單量和項(xiàng)目數(shù)量越來(lái)越多,很多項(xiàng)目前期的方案搭建以及交付投運(yùn),較大權(quán)重地考慮成本,在剛好滿足下級(jí)用戶當(dāng)前技術(shù)需求的前提下,以盡可能便宜的原則選擇均衡產(chǎn)品。導(dǎo)致很多項(xiàng)目選型環(huán)節(jié),下級(jí)用戶認(rèn)可主動(dòng)均衡的產(chǎn)品和技術(shù),也了解全生命周期主動(dòng)均衡經(jīng)濟(jì)性的更加合理性,但考慮當(dāng)前量級(jí)的項(xiàng)目因?yàn)檫x擇采購(gòu)主動(dòng)均衡BMS要多花¥,往往很可能還是選擇當(dāng)前就滿足下級(jí)用戶的被動(dòng)均衡產(chǎn)品。主動(dòng)均衡相對(duì)增加了危險(xiǎn)點(diǎn)基于不同廠家主動(dòng)均衡技術(shù)的差異性,主動(dòng)均衡在BMS內(nèi)部增加了分離式或集成式的均衡電路,其中包括均衡充放電模塊裝置、均衡電源驅(qū)動(dòng)裝置、均衡操作狀態(tài)等,這些從硬件增加的角度增加了可能失效的風(fēng)險(xiǎn)。部分BMS企業(yè)過(guò)于追求3A、5A甚至更高的大電流均衡,于均衡技術(shù)本身沒(méi)有什么技術(shù)難點(diǎn),但對(duì)系統(tǒng)既有的協(xié)配件的選型匹配存在挑戰(zhàn)。行業(yè)PACK包內(nèi)采集線束的線徑可能只有、CCS方案銅膜的載流能力、PACK內(nèi)的發(fā)熱及散熱、相對(duì)熱的環(huán)境下電池的壽命等都可能是關(guān)聯(lián)影響因素。
當(dāng)前BMS(電池管理系統(tǒng))發(fā)展呈現(xiàn)智能化、集成化與高安全性的趨勢(shì)。技術(shù)層面,BMS正從傳統(tǒng)監(jiān)控向AI深度融合演進(jìn),通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化SOC/SOH預(yù)測(cè),將估算誤差降至3%以內(nèi),并依托數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)電池壽命的虛擬故障自診斷。例如華為云端BMS方案通過(guò)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練,使SOH預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度提升至95%。硬件架構(gòu)上,模塊化分布式設(shè)計(jì)成為主流,特斯拉Model3采用“域控制器+子模塊”架構(gòu),將單體電池監(jiān)控周期縮短至10ms級(jí),并支持800V平臺(tái)。安全防護(hù)方面,BMS與整車熱管理系統(tǒng)深度耦合,寧德時(shí)代,而比亞迪“刀片電池”BMS整合熱失控預(yù)警與定向?qū)Я骷夹g(shù),實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域隔離。此外,行業(yè)正加速構(gòu)建“車-樁-網(wǎng)”協(xié)同體系,華為聯(lián)合車企推動(dòng)兆瓦級(jí)充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化,形成安全補(bǔ)能閉環(huán)。市場(chǎng)層面,我國(guó)的BMS市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)持續(xù)增長(zhǎng),2025年或達(dá)299億元,競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)動(dòng)力電池企業(yè)、整車廠商與第三方BMS企業(yè)三足鼎立態(tài)勢(shì)。然而,高成本、極端環(huán)境適應(yīng)性及標(biāo)準(zhǔn)化滯后仍是制約因素,需通過(guò)軟硬件協(xié)同創(chuàng)新與開(kāi)源生態(tài)構(gòu)建突破瓶頸。 當(dāng)溫度異常升高(如超過(guò) 60℃),立即切斷充放電回路,防止熱失控。
在均衡策略方面,有基于電壓的均衡策略,該策略以電池單體的電壓作為均衡判斷依據(jù),當(dāng)電池組中單體電池電壓差異超過(guò)設(shè)定閾值時(shí),啟動(dòng)均衡電路進(jìn)行均衡,實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)便,但未直接考量電池的SOC情況,可能出現(xiàn)電壓均衡而SOC不均衡的現(xiàn)象。基于SOC的均衡策略,則通過(guò)精確估算電池單體的SOC,依據(jù)SOC差異實(shí)施均衡。此策略能更精確反映電池實(shí)際荷電狀態(tài),實(shí)現(xiàn)真正的電量均衡,然而SOC估算的準(zhǔn)確性會(huì)對(duì)均衡效果產(chǎn)生影響,需要更為復(fù)雜的算法與硬件支持。還有混合均衡策略,它綜合結(jié)合電壓和SOC兩種參數(shù)進(jìn)行均衡判斷,多方位考慮了電池的電壓和實(shí)際荷電狀態(tài),能更完善地實(shí)現(xiàn)電池組的均衡管理,提升均衡的準(zhǔn)確性與速度,只是算法較為復(fù)雜,對(duì)BMS的計(jì)算能力和硬件性能要求頗高。 如何判斷 BMS 是否故障?太陽(yáng)能板BMS電池管理芯片
電池組續(xù)航明顯下降或充電異常(如充不滿、充放電時(shí)突然斷電)。什么是BMS電池管理系統(tǒng)方案定制
隨著兩輪電動(dòng)車市場(chǎng)擴(kuò)大,一系列管理問(wèn)題也逐步凸顯:換電需求上升:新國(guó)標(biāo)的實(shí)施與碳中和的方針增長(zhǎng)了我國(guó)電動(dòng)車共享?yè)Q電的需求通信基站、鐵路等貴重電池的防盜需求也亞待解決。企業(yè)運(yùn)營(yíng)低效:電池廠商與換電運(yùn)營(yíng)商等企業(yè)缺少對(duì)電池的監(jiān)控,無(wú)法掌握電池應(yīng)用數(shù)據(jù),難以減少故障電池召回、電池防盜、電池起火等運(yùn)營(yíng)問(wèn)題。充電事故頻發(fā):全國(guó)每年因充電引起的火災(zāi)達(dá)300多起,火災(zāi)造成的死亡率接近50%,引起ZF高度重視。ZF監(jiān)管困難:ZF急需推動(dòng)新國(guó)標(biāo)等政策下的電池、車輛行業(yè)規(guī)范發(fā)展,以降低監(jiān)管難度并減少充電事故。深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司是一家鋰電池安全管理技術(shù)綜合服務(wù)商。什么是BMS電池管理系統(tǒng)方案定制