對大多數(shù)公司來說管理好現(xiàn)有的成熟的電池技術(shù)才是最重要的。因此有了我國電動汽車要彎道超車BMS（電池管理系統(tǒng)）必須攻克的觀點(diǎn)。近來網(wǎng)上各種有關(guān)BMS技術(shù)突破的新聞不斷出現(xiàn)。有些甚至號稱是顛覆性的以吸引眼球。有的根本做不了應(yīng)用控制算法也號稱供應(yīng)BMS核心技術(shù)。在這里，根據(jù)我自己在美國三大汽車公司做BMS的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和大家聊聊。

什么是BMS的核心技術(shù)？

在北美，BMS系統(tǒng)通常包括檢測模塊與運(yùn)算控制模塊。

檢測是指測量電芯的電壓、電流和溫度以及電池組的電壓，然后將這些信號傳給運(yùn)算模塊進(jìn)行處理發(fā)出指令。所以運(yùn)算控制模塊是BMS的大腦。控制模塊一般包括硬件、基礎(chǔ)軟件、運(yùn)行時環(huán)境（RTE）和應(yīng)用軟件。其中最核心的部分應(yīng)用軟件關(guān)于用SimulinkXSS開發(fā)的環(huán)境的一般分為兩部分：電池狀態(tài)的估算算法和故障診斷以及保護(hù)。狀態(tài)估算包括SOC（StateOfCharge）、SOP（StateOfPower）、SOH(StateofHealth）以及均衡和熱管理。

電池狀態(tài)估算通常也就是估算SOC、SOP和SOH。SOC（荷電狀態(tài)）簡單地說就是電池還剩下多少電；SOC是BMS中最重要的參數(shù)，因?yàn)槠渌磺卸际且許OC為基礎(chǔ)的，所以它的精度和魯棒性（也叫糾錯能力）極其重要。假如沒有精確的SOC，加再多的保護(hù)功能也無法使BMS正常工作，因?yàn)殡姵貢?jīng)常處于被保護(hù)狀態(tài)，更無法延長電池的壽命。

精確的SOC估算還可以提高車的續(xù)航里程比如克萊斯勒的Fiat500eEV，可以一直放電到SOC=5%。SOP是下一時刻比如下一個2秒、10秒、30秒以及持續(xù)的大電流的時候電池能夠供應(yīng)的最大的放電和被充電的功率。

SOP的精確估算可以最大限度地提高電池的利用效率。比如在剎車時可以盡量多地吸收回饋的能量而不傷害電池。在加速時可以供應(yīng)更大的功率獲得更大的加速度而不傷害電池。同時也可以保證車在行駛過程中不會因?yàn)榍穳夯蛘哌^流保護(hù)而失去動力即使是在SOC很低的時候。這么一來，所謂的一級保護(hù)二級保護(hù)在精確的SOP面前都是過眼云煙。我不是說保護(hù)不重要。保護(hù)永遠(yuǎn)都是要的。但是它不是BMS的核心技術(shù)。

再說說SOH。SOH是指電池的健康狀態(tài)。它包括兩部分：安時容量和功率的變化。一般認(rèn)為：當(dāng)安時容量衰減20%或者輸出功率衰減25%時，電池的壽命就到了。但是，這并不是說車就不能開了。關(guān)于純電動汽車EV來說安時容量的估算更重要一些因?yàn)樗c續(xù)航里程有直接關(guān)系而功率限制只是在低SOC的時候才重要。關(guān)于HEV或者PHEV來說，功率的變化更為重要這是因?yàn)殡姵氐陌矔r容量比較小，可以供應(yīng)的功率有限。從以上這些不難看出算法才是BMS的核心。其他的都是為這個算法服務(wù)的。所以當(dāng)有人聲稱突破了或者掌握了BMS的核心技術(shù)，應(yīng)該問問他到底做了BMS的什么？是算法還是主動均衡或者只做BMS的硬件和底層軟件？或者只是提出一種BMS的結(jié)構(gòu)方式如積木方式？

有人說特斯拉之所以牛，是因?yàn)樗腂MS可以管理7104節(jié)電池。這是它牛的地方嗎？它真的是管理7104節(jié)電池嗎？特斯拉modelS確實(shí)用了7104節(jié)電池，但是串聯(lián)在一起的只有96節(jié)，并聯(lián)的只能算一節(jié)電池不管你并聯(lián)多少節(jié)。為何？因?yàn)槠渌镜碾姵亟M也是只計(jì)算串聯(lián)的個數(shù)而不是并聯(lián)的個數(shù)。特斯拉憑什么要特殊呢？實(shí)際上凡是能夠輕易就能夠仿照的都不能算是核心技術(shù)因?yàn)槿巳硕寄軌蜉p易做到。所以，即使你能夠算也不能聲稱掌握了BMS的核心技術(shù)。

比如幾乎所有國內(nèi)的BMS算法都是電流積分加開路電壓。這根本不能算是核心技術(shù)。再比如某公司靠其所謂的核心技術(shù)--主動均衡技術(shù)榮獲高工鋰電金球獎。聲稱它的主動均衡技術(shù)能夠延長電池壽命30%續(xù)航里程20%。這一看就不靠譜。為何？根本無法定量。你和誰比能夠延長壽命30%呀？和自己比有意義嗎？和沒有均衡的比嗎？那你的水平就差遠(yuǎn)了。和別人比，應(yīng)該與最好的比才有意義。世界上不說最好，至少還可以的都沒有均衡問題。你怎么延長壽命30%呀？延長續(xù)航里程也是相同的道理。

比如Fiat500e，它的SOC一直放到5%。請問你還怎么延長20%的續(xù)航里程呀？再進(jìn)一步說，主動均衡的算法難嗎？不就是同模組的電池相互均衡和不同模組之間的電池相互均衡。從算法角度講完全沒有難度可言。而且主動均衡根本也不是網(wǎng)上說的是主動均衡功能一直以來是國外產(chǎn)品的殺手锏。真是語不驚人死不休。國外為何基本上不用主動均衡呢？重要是考慮到成本問題。假如被動均衡就能夠輕易搞定，為何要用主動均衡呢？國內(nèi)為何極力鼓吹主動均衡呢？我認(rèn)為重要是被動均衡搞不定。說起被動均衡，絕大多數(shù)人告訴我說是因?yàn)閲鴥?nèi)電池質(zhì)量太差一致性不好。但是通過交談我發(fā)現(xiàn)根本原因在于概念不清方法不對。要不然怎么會開車時均衡會越均衡越差？均衡的效果是可以計(jì)算出來的。不能完全責(zé)怪一致性不好。我做過的有兩款PHEV的車，開了才幾個月電池組內(nèi)的SOC相差高達(dá)45%。而且由于SOC、SOP的問題，車在路上經(jīng)常拋錨。公司一致認(rèn)為是電池質(zhì)量問題而且一致同意更換電池供應(yīng)商。但是我只是更改了算法，就把均衡的問題解決了。電池組中電芯SOC的差別由45%降到了3%。現(xiàn)在車已經(jīng)行駛了十幾萬公里了。拋錨的問題再也沒有發(fā)生過。

怎么樣的算法才算核心技術(shù)？

從控制的角度來說，一個好的算法應(yīng)該有2個標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)確性和魯棒性（糾錯能力）。精度越高越好的道理在這里就不多說了。前面提到的電流積分加開路電壓實(shí)際上是用開路電壓糾錯，但是這種方法與在線實(shí)時糾錯相比，顯然魯棒性差遠(yuǎn)了。這是為何國外大公司都在用在線實(shí)時估算開路電壓來實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時糾錯的原因。不是說你自己能夠生產(chǎn)BMS就是掌握核心技術(shù)，假如你做不到別人難以企及的高度，憑什么說你掌握了核心技術(shù)？

國內(nèi)一些人往往不了解別人的算法是什么，一看某個廠家做BMS就說有BMS核心技術(shù)，這樣說法是欠妥的。那些要花幾千塊錢去買的大部頭的書籍評論BMS的優(yōu)劣也根本不管各個BMS算法或者說核心技術(shù)的差別。不比較核心技術(shù)來比較BMS有意義嗎？只看是不是為某個有名的OEM供應(yīng)BMS就認(rèn)為牛，也不了解到底供應(yīng)BMS里面的什么東西。是不懂裝懂呢，還是有一種崇洋的心情呢？目前世界上BMS做得最好的應(yīng)該有什么特點(diǎn)呢？它可以在線實(shí)時估算電池組的電池參數(shù)從而精確估算出電池組的SOC、SOP、SOH。并且能夠在短時間內(nèi)糾正初始SOC超過10%的誤差以及超過20%的安時容量的誤差。美國通用汽車公司在6年前研發(fā)沃藍(lán)達(dá)時就做過一個實(shí)驗(yàn)來測試算法的魯棒性：將3串并聯(lián)在一起的電池組拿掉一串，這時內(nèi)阻新增1/3、安時容量減小1/3。但是BMS并不了解。結(jié)果是SOC、SOP在不到1分鐘就全部糾正，SOH隨后也被精確地估算出來。這不僅說明算法的強(qiáng)大的糾錯能力，而且說明算法可以在電池的整個生命周期中始終保持估算精度不變。

關(guān)于電腦而言，假如出現(xiàn)藍(lán)屏，我們一般只要重新啟動電腦就行了。可是，關(guān)于汽車，哪怕拋錨的概率只有萬分之一也是難以容忍的。所以，與發(fā)表文章不同，汽車電子要保證在任何情況下都能工作。做一個好的算法要花極大精力去解決那些發(fā)生概率只有千分之一、萬分之一的情況。只有這樣才能保證萬無一失。

掌握這樣的技術(shù)，我認(rèn)為才是掌握了核心技術(shù)。目前世界上沒有一家供應(yīng)商能夠做到這個水平盡管已經(jīng)過去了6年。就連現(xiàn)在紅的發(fā)紫的特斯拉也無法企及。這樣的算法才是殺手锏！沒有這樣的技術(shù)怎么彎道超車？

新能源汽車特點(diǎn)：

混合動力汽車

優(yōu)點(diǎn)：

1、采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，發(fā)動機(jī)相對較小（downsize），此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車相同。

2、因?yàn)橛辛穗姵兀梢允址奖愕鼗厥障缕聲r的動能。

3、在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)零排放。

4、有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。

5、可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。

6、可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。

7、整車由于多個動力源，可同時工作，整車的動力性優(yōu)良。

缺點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜；長距離高速行駛省油效果不明顯。

純電動汽車

優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)相對簡單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。

缺點(diǎn)：蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動汽車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購買價格較貴；至于使用成本，有些試用結(jié)果比汽車貴，有些結(jié)果僅為汽車的1/7~1/3，這重要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠汀㈦妰r格。

燃料動力電池汽車

與傳統(tǒng)汽車相比，燃料動力電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、零排放或近似零排放。

2、減少了機(jī)油泄露帶來的水污染。

3、降低了溫室氣體的排放。

4、燃油電池的轉(zhuǎn)化效率高（60%左右），整車燃油經(jīng)濟(jì)性良好。

5、運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。

缺點(diǎn)：燃料動力電池成本高昂，同時使用成本（氫）也昂貴。

氫動力汽車

優(yōu)點(diǎn)：排放物是純水，行駛時不出現(xiàn)任何污染物。

缺點(diǎn)：氫燃料成本過高，而且氫燃料的存儲和運(yùn)輸按照技術(shù)條件來說非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ。瑯O易透過儲藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問題，氫氣的提取要通過電解水或者利用天然氣，如此一來同樣要消耗大量能源，除非使用核電來提取，否則無法從根本上降低二氧化碳排放。

超級電容汽車

優(yōu)點(diǎn)：充電時間短、功率密度大、容量大、使用壽命長、免維護(hù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等，

缺點(diǎn)：能量密度低，很難滿足整車需求，故一般作為輔助蓄能器；功率輸出隨著行駛里程加長而衰減等。