BMS作為動(dòng)力電池的“大腦”，緣于其本身的重要性以及較高的技術(shù)壁壘，早已成為整車(chē)廠、電池及PACK企業(yè)和獨(dú)立第三方BMS企業(yè)三股勢(shì)力的“必爭(zhēng)之地”。

業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，BMS有望成為動(dòng)力電池的核心競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)。無(wú)論整車(chē)廠、電池及PACK企業(yè)和獨(dú)立第三方BMS企業(yè)這三股勢(shì)力爭(zhēng)奪導(dǎo)致市場(chǎng)格局如何轉(zhuǎn)變，未來(lái)幾年，在BMS領(lǐng)域有研發(fā)積累和制造能力的企業(yè)將會(huì)持續(xù)受益。

近日，2017高工鋰電&電動(dòng)車(chē)金球獎(jiǎng)已全面開(kāi)啟。在“年度創(chuàng)新技術(shù)”獎(jiǎng)項(xiàng)中，包括國(guó)新動(dòng)力、超思維、天邦達(dá)在內(nèi)的具有代表性的獨(dú)立第三方BMS企業(yè)均已報(bào)名參評(píng)。

來(lái)看這三家企業(yè)在BMS技術(shù)難點(diǎn)解決方案上，是如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的。

1、國(guó)新動(dòng)力：高度可靠的高壓互鎖檢測(cè)方案

高壓互鎖(HVIL)電路，也叫高壓母線危險(xiǎn)電壓互鎖回路，其本質(zhì)是通過(guò)使用低壓信號(hào)來(lái)檢查電動(dòng)汽車(chē)上所有的高壓連接器/特種插件/維修開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵連接器的連接狀態(tài)。通過(guò)對(duì)其連接狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)判斷整個(gè)高壓回路的安全可靠性。

目前，業(yè)內(nèi)大部分的做法是一根線將所有的高壓連接器/特種插件/維修開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵連接器全部串聯(lián)進(jìn)行高低電位來(lái)進(jìn)行判斷。因?yàn)楦邏夯ユi回路跟高壓母線距離較近，這種拓?fù)淙菀资艿絹?lái)自高壓母線的干擾。造成BMS對(duì)高壓母線的誤判。而且一但真實(shí)高壓互鎖回路發(fā)生故障，并不能快速的在第一時(shí)間判斷到底是哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)斷路。

國(guó)新動(dòng)力的高壓互鎖方案摒棄了業(yè)內(nèi)的單線檢測(cè)，選取的是雙線的差分式結(jié)構(gòu)輸出和接收，相較于傳統(tǒng)的單線而言，雙線差分結(jié)構(gòu)的抗干擾能力更強(qiáng)。同時(shí)一但高壓互鎖回路發(fā)生了故障可以很快的鎖定在某個(gè)很小的局部范圍內(nèi)，這樣對(duì)檢修人員也帶來(lái)了便利。高壓互鎖回路自成一環(huán)，不跟其他電路模塊有直接電連接，所以不會(huì)出現(xiàn)業(yè)內(nèi)一但高壓互鎖線束短路引起的過(guò)負(fù)載現(xiàn)象。

據(jù)了解，該技術(shù)方案可以減少在車(chē)輛行駛過(guò)程中因?yàn)楦邏耗妇€周邊磁場(chǎng)的交變引起的干擾因素。實(shí)現(xiàn)快速定位具體發(fā)生故障的位置。同時(shí)，該拓?fù)渥猿梢婚]環(huán)，防止過(guò)負(fù)載等現(xiàn)象。模擬/數(shù)字信號(hào)交互式傳輸，增強(qiáng)信號(hào)的穩(wěn)定性可靠性。

2、超思維：實(shí)時(shí)在線SOC估算精度誤差3%

當(dāng)前，動(dòng)力電池BMS行業(yè)發(fā)展中遇到的首要問(wèn)題是BMS的SOC算法落后，部分BMS廠商使用電流積分加開(kāi)路電壓的方法，用開(kāi)路電壓計(jì)算初始SOC，然后用電流積分計(jì)算SOC的變化，導(dǎo)致BMS估算精度誤差大，又缺乏糾錯(cuò)能力。

超思維BMS產(chǎn)品的創(chuàng)新性在于采用了“實(shí)時(shí)在線估算SOC”和“實(shí)時(shí)在線糾錯(cuò)”的估算算法。這樣既能夠極大簡(jiǎn)化電池的標(biāo)定工作，使得對(duì)一致性不太好的電池組狀態(tài)的精確控制成為現(xiàn)實(shí)，也使得無(wú)論是新電池還是老化后的電池，都能保持高精度和超強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。極大降低SOC估算精度誤差，提高安全性，增強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)用戶駕駛體驗(yàn)感。

據(jù)了解，超思維采用的是“基于V型整定擴(kuò)展卡爾曼濾波算法(VINT_EKF)”和“基于試驗(yàn)的快速參數(shù)識(shí)別方法”，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化擴(kuò)展卡爾曼濾波算法中的運(yùn)算量，大幅減少HPPC的試驗(yàn)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度的在線實(shí)時(shí)估算和糾錯(cuò)能力。

“超思維基于實(shí)時(shí)在線的SOC估算方法，使得無(wú)論是新電池還是老化后的電池，都能保持高精度和超強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。”超思維董事長(zhǎng)張家斌表示，在測(cè)試工況下，超思維BMS的SOC估算精度可低于1%；而在實(shí)車(chē)搭載驗(yàn)證中，超思維BMS的SOC估算精度可達(dá)到3%。處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

3、天邦達(dá)：48V微混啟停BMS

面對(duì)各國(guó)日益嚴(yán)苛的油耗和排放法規(guī)，48V輕度混動(dòng)系統(tǒng)是成本最低的實(shí)現(xiàn)方式。48V輕度混動(dòng)系統(tǒng)用能量約一度電的48V鋰離子電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的12V車(chē)載電池，用BSG電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)，并增加了48V/12V雙向DCDC、電池管理系統(tǒng)BMS。

啟停BMS區(qū)別于EV系列BMS，主要區(qū)別在于啟停電池在工作的時(shí)候都是大倍率的充電和放電，充電和放電倍率最大可以達(dá)到瞬間40C，那么對(duì)于啟停10AH的電池來(lái)講，就是400A瞬間電流，而且一直是如此大的充放電流循環(huán)工作，對(duì)于SOC估算的準(zhǔn)確性是非常大的挑戰(zhàn)。

天邦達(dá)根據(jù)專(zhuān)注于啟停項(xiàng)目3年實(shí)際上車(chē)路試的大數(shù)據(jù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一套專(zhuān)用于啟停BMS的SOC算法，針對(duì)于啟停電池SOC工作在30%--90%區(qū)間，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行SOC精度<4%。

對(duì)于啟停電池來(lái)說(shuō)，一直工作在很大電流的狀態(tài)下，如果電池出現(xiàn)一點(diǎn)內(nèi)阻差異，那么電池將會(huì)以非常快的速度退化，因?yàn)榇箅娏鲿?huì)造成電池間的差異變得越來(lái)越大。

天邦達(dá)開(kāi)發(fā)的智能均衡策略，可以在啟停電池大電流工作模式下，同樣可以達(dá)到均衡的效果，實(shí)現(xiàn)電池工作狀態(tài)下的均衡動(dòng)作，讓電池之間的差異減小，甚至均衡到一致。

同時(shí)，天邦達(dá)還開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了電池包電芯同端采集，兩端采集結(jié)構(gòu)模式，將電池包空間能量密度發(fā)揮到極致。