同濟大學魏學哲：細數電動汽車BMS的三個時代
日前，由中國化學與物理電源行業協會、電池中國網聯合主辦的“動力電池：大市場VS‘小’問題”主題沙龍在京舉行。與會嘉賓分別就動力電池行業面臨的廣闊市場以及行業發展中存在的部分問題展開了細致、全面的討論。會上，同濟大學汽車學院副院長魏學哲教授向與會嘉賓介紹了電動汽車BMS的相關情況。
魏學哲介紹說，應用到汽車上的不同電池，在不同的應用場合、不同的溫度、不同的生命周期階段，其特性是不一樣的，而且電池個體之間也會存在一些差異，這就需要對電池進行管理，即BMS。從狹義上來講，BMS=電路+算法+軟件。
針對鋰離子電池的應用場景不同，魏學哲將BMS分為三個階段。他介紹說，早期鋰離子電池主要應用于3C產品和電動自行車，應用特點是規模小，功率、能量級別和成本都較低，對應用的容忍度較好。因此這個階段被魏學哲稱為 “1.0時代”，BMS的關鍵詞是“保護”。這其中涉及到欠壓、過壓、過流、過溫等多個方面的保護，因此這一階段的BMS邏輯比較簡單，僅通過硬件方面進行解決。用魏學哲自己的話說，“用低成本、簡單粗暴的辦法解決應用問題，實際上是把應用掩蓋起來了”。
進入2.0時代，鋰離子電池的應用發展成為成百上千塊電池一同使用，典型的場景就是純電動汽車。這時電池的特點是規模更大、更注重性能、壽命和安全性，單純的硬件設計已經無法滿足應用需求。因此，這一階段的關鍵詞是“估計”，包括對SOC、SOH、SOP等電池不同狀態的估計。這一階段的BMS已經有了算法和軟件，通過測量電池的各種性能參數，估算狀態和參數，提高電池性能和安全性，延長使用壽命。“在這代電池管理系統里，實際上是對基礎和現實的和諧，再好的性能也受制于計算能力。”正因如此，魏學哲認為這一階段的BMS仍然沒有發揮最佳的管理能力。
而魏學哲口中的“3.0時代”，則是對未來的期望，當未來應用的電池變成成千上萬塊的時候，BMS既要了解電池單體的性能，也要為電池的全生命周期服務，因此，他認為這一階段的關鍵詞應該是“數據”。未來的BMS，將會涉及到大量而細致的在線測量數據，同時還會涉及更高的計算能力、更精確的算法模型、更多的維度管理和更長的生命后期。魏學哲認為，3.0時代將著重于數據驅動的算法，這個時代也被稱之為技術對現實的適應，能夠真正反映電池本身的能力和整個應用的需求。在3.0時代，電池相關數據將涉及從開發、制造到梯次利用、回收等各個環節，因此魏學哲建議電池企業應將這些數據進行保存，這將對電池的設計、故障檢測、性能提升起到很大的幫助。
魏學哲也提到，在目前所處的BMS 2.0時代，一些電池企業進行BMS設計還存在一些問題。對于汽車行業而言，長期的發展讓企業形成自成體系的工作方法，具有高度的工程化和嚴謹的流程，而電池行業由于發展時間較短，對這種流程體系認識不深。BMS與汽車密切相關，如果不按汽車行業這種固有的“方法論”開發BMS，當汽車企業大規模進入BMS領域時，電池企業很有可能被淘汰。
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