電池是新能源汽車(chē)行業(yè)的關(guān)鍵?BMS笑了!
在新能源汽車(chē)發(fā)展中,區別于傳統燃油汽車(chē)的動(dòng)力電池長(cháng)期向來(lái)被視為發(fā)展關(guān)鍵。隨著(zhù)技術(shù)創(chuàng )新,市場(chǎng)對動(dòng)力電池的要求也愈發(fā)的高,但動(dòng)力電池安全保障低、使用壽命短、功率小等問(wèn)題卻成為創(chuàng )新瓶頸。此時(shí),電池管理系統(BMS)作為銜接電池組、整車(chē)系統和電機的重要紐帶,逐漸被企業(yè)視為最核心技術(shù)。
電池報廢問(wèn)題嚴重
近年來(lái),隨著(zhù)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量的飆升,動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的心臟也進(jìn)入高速發(fā)展期。據預測,2020年我國新能源汽車(chē)保有量將達到500萬(wàn)輛,受此利好提振,從2015年起,中國動(dòng)力電池行業(yè)掀起大規模擴產(chǎn)浪潮,期望在市場(chǎng)高速發(fā)展中搶奪先機。
在新能源汽車(chē)迅速增長(cháng)的直接帶動(dòng)下,2016年動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了大幅提升,近八成企業(yè)實(shí)現了利潤增長(cháng)。其中,凈利潤增幅同比超過(guò)100%的企業(yè)達到近50家。但與此同時(shí),動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)“小而散”的格局并沒(méi)有得到解決,高端產(chǎn)能不足低端產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題也在進(jìn)一步加劇。
數據顯示,2016年我國動(dòng)力電池新增產(chǎn)能是2015年的2.8倍,產(chǎn)量同比僅增長(cháng)82%。如果這些產(chǎn)能全部釋放,我國動(dòng)力電池產(chǎn)能將達到170GWh/年。進(jìn)入2017年,受補貼政策等多重因素影響,新能源汽車(chē)1月銷(xiāo)量同比大幅度下滑,動(dòng)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(chē)技術(shù)研究中心預測,到2020年前后,我國純電動(dòng)(含插電式)乘用車(chē)和混合動(dòng)力乘用車(chē)動(dòng)力電池累計報廢量將達到12萬(wàn)至17萬(wàn)噸。而2009年到2012年間推廣的新能源車(chē),已經(jīng)進(jìn)入電池報廢期,但目前關(guān)于報廢電池何去何從的問(wèn)題卻始終沒(méi)有得到妥善解決。
過(guò)度的電池報廢有可能使得新能源汽車(chē)變得不環(huán)保,因此關(guān)系著(zhù)新能源汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展前景。而延遲電池壽命是解決電池報廢問(wèn)題的關(guān)鍵,而B(niǎo)MS就是其中重要的解決方案。
BMS:新能源汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵
BMS被業(yè)內稱(chēng)為新能源汽車(chē)電池的“大腦”,與動(dòng)力電池組、整車(chē)控制系統共同構成新能源汽車(chē)的三大核心技術(shù)。
在新能源汽車(chē)運行時(shí)需要數十或數百節電池配置成一長(cháng)串,以產(chǎn)生高達 1000V 或更高的電壓。這時(shí),電子系統必須能夠從電池組中的每節電池向中央處理點(diǎn)發(fā)送信息,也即是說(shuō)BMS可實(shí)現從根源控制串聯(lián)電池,從而進(jìn)一步提高整個(gè)電池系統的安全性和可靠性。
而就動(dòng)力電池本身而言,高能量密度特性使其成為新能源車(chē)輛的主要動(dòng)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(guò)程中逐漸擴大,可能出現過(guò)充、過(guò)放和局部過(guò)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(dòng)力鋰離子電池使用安全的控制系統,時(shí)刻監控電池的使用狀態(tài),通過(guò)必要措施緩解電池組的不一致性,為新能源車(chē)輛的使用安全提供保障,并延長(cháng)動(dòng)力電池的使用壽命。
在此情況下,有業(yè)者表示未來(lái)企業(yè)可將新能源汽車(chē)的發(fā)展關(guān)鍵從動(dòng)力電池逐漸落實(shí)到電池管理系統。
BMS即將爆發(fā)
BMS 是動(dòng)力和儲能電池包中不可或缺的重要部件,其成本平均占據電池組總成本的30%左右。 受益于新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,BMS 的市場(chǎng)規模將快速增長(cháng)。根據FMI預測,2015 到2025 年全球新能源汽車(chē)帶來(lái)的BMS 市場(chǎng)的CAGR 為21.1%。
事實(shí)上,BMS作為一個(gè)細分領(lǐng)域發(fā)展不過(guò)短短四五年的時(shí)間。2012-2013年,整個(gè)BMS領(lǐng)域的市場(chǎng)規模僅有1-2億左右。有些整車(chē)廠(chǎng)甚至認為BMS系統只是動(dòng)力電池的附屬品,專(zhuān)業(yè)的BMS企業(yè)生存艱難。
近年來(lái),隨著(zhù)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的火爆,BMS產(chǎn)業(yè)終于站上了國家政策的風(fēng)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(chē)”試點(diǎn)專(zhuān)項文件,其中BMS 被列為重點(diǎn)研究任務(wù)。
隨著(zhù)應用規模的擴大,BMS 的電路板和芯片的更新?lián)Q代速度、量產(chǎn)規模都將逐步提升,BMS 的價(jià)格將緩慢下降,預計在2020 年降至目前的80%左右。根據該預測,到2020 年國內新能源汽車(chē)帶來(lái)的BMS 需求將超過(guò)250 億元。
BMS技術(shù)趨勢
2016年至2020年,我國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)一波洶涌的洗牌潮,以前三五個(gè)人有點(diǎn)電氣與控制的基礎知識,對整車(chē)一點(diǎn)都不了解就擼起袖子干BMS的時(shí)代已經(jīng)結束了。從發(fā)展趨勢來(lái)看,汽車(chē)的整體發(fā)展是智能化、電動(dòng)化的趨勢,因此主機廠(chǎng)要求汽車(chē)電子產(chǎn)品 BMS產(chǎn)品導入ISO26262功能安全標準的要求將是無(wú)可避免的。在這過(guò)程中BMS企業(yè)也必然要積極研究車(chē)輛行業(yè)的技術(shù)需求,與主機廠(chǎng)共同成長(cháng)。
不過(guò),目前,BMS的身份比較尷尬,主機廠(chǎng)對電池企業(yè)提出的控制策略要求,電池企業(yè)又轉移到BMS團隊上?,F在的趨勢是主機廠(chǎng)的動(dòng)力總成控制部分會(huì )直接對BMS提出策略性的要求,以實(shí)現主機廠(chǎng)對整車(chē)安全控制的掌控。
參考日本、美國主機廠(chǎng)的經(jīng)驗,未來(lái)不排除出現電池企業(yè)只需提供電芯單體,主機廠(chǎng)直接進(jìn)行電池系統集成的可能。還有一個(gè)大趨勢,就是BMS企業(yè)需要與主機廠(chǎng)共同研究PACK技術(shù)。