據媒體報道,2015年4月29日,深圳投入公交運營的五州龍a10ev純電動大巴14時13分入場充電,剩余電量還有62%,車輛充電到15時42分時,動力電池已充滿。但電池管理系統BMS主控模塊失效,沒有主動傳遞停止充電信息,充電動作一直在持續,最后導致動力電池過充電72分鐘,過充電量58kWh,多個電池箱先后發生動力電池熱失控、電解液泄漏,引起短路,導致火災。
慘痛的教訓值得我們不斷地反省。在新能源汽車的發展中,動力電池的安全性是一道繞不過去的坎。從五洲龍的事故中,可以看出,控制電池運行的電池管理系統(Battery Management System,簡稱BMS) 是保證動力電池安全性的重要技術手段。
但據專家分析,目前我國BMS產品技術能力及研發體系與國外還存在很大差距。
首先,與國外相比,我國BMS產品在數據采集的可靠性、電池的荷電狀態的估算精度、熱管理、均衡、安全管理等方面有很大不足。很多企業的單體、小模塊電池測試結果符合安全和性能標準,而一旦成組,在安全、壽命、放電能力等方面就難以保證合格。
另外,與國外相比,我國的BMS研發體系存有很大缺陷。國外BMS從功能定義的設計開始由整車廠牽頭主導,然后找第三方設計公司進行產品設計,最后由生產企業進行生產,三方共同決定電池包的BMS匹配方案,整個研發時間少則1~2年,多則5~6年。這樣的研發體系不僅保證了電池組、電控以及整車系統的高效匹配,而且基于車廠對BMS重要性的認識, BMS產品投入市場時需要經過嚴格的環境如沙塵、鹽霧、潮濕、淋雨、高溫、震動、疲勞、電磁干擾等一系列的功能性檢測。
而國內的情況截然相反。國內BMS產品的設計、生產基本上是由電池廠或是其委托的第三方主導,整車廠僅是買方身份,參與度很少,導致電控系統、電池組和整車系統之間無法形成高效的匹配。而且,由于整車廠對BMS工藝、技術、相關參數的了解有限, BMS的測試環節也是 “頭痛醫頭腳痛醫腳”,不能對BMS進行真正有效的測試。
因此,我國的BMS產品在功能的可靠性、穩定性、精確度、使用壽命都難以達到國外行業水平,BMS技術的不成熟為新能源汽車的安全埋下隱患。但我國對BMS技術研究不過十幾年時間,電動汽車及動力鋰電池的發展迅猛,對BMS技術提出的挑戰越來越大屬于正常情況;再者,BMS管理系統的發展是一個漸進的過程,國外車企也同樣需要改進,近日德國大眾亦因其“高壓電池管理系統”中的軟件“可能會非故意地將短暫的內部電流浪涌/峰值分類為一種緊急的電池狀況”,而召回2015-2016年款e-Golf電動汽車。
應該說,隨著整車與電池企業對整個系統集成的認識加深,我國BMS落后的研發現狀是暫時的。將來BMS的設計必然會考慮到各項指標的匹配性、穩定性,技術也會越來越成熟。