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BMS核心技术和市场潜力解析

导读: BMS作为电动汽车的一个核心部件之一,整个新能源电动汽车产业的蓬勃发展给这块的投资带来了机遇,同时也充满了风险和挑战。

  处于风口上的BMS专业厂家科列技术在新三板的估值超过30亿元,资本市场对其关注度只增不减。在此本人查阅了一些资料,以及对市场的预测,对BMS的重要性以及相关技术做了一些阐述,还请这块的大牛们多多拍砖。BMS作为电动汽车的一个核心部件之一,整个新能源电动汽车产业的蓬勃发展给这块的投资带来了机遇,同时也充满了风险和挑战。

  BMS的重要性

  电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)简称BMS,主要功能就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。对于电动汽车来说,BMS系统肩负着很重要的责任,是电池的核心管家。特别是近几年电动汽车推广的过程中出现的锂电池起火燃烧安全事故,更是把电池管理的安全性提高到前所未有的高度,甚至把电动汽车这个行业推到了风口浪尖。电动汽车电池在使用过程中最大化的发挥经济效益以及安全的保障车辆的运行,BMS系统起到了关键的作用。

  在电动汽车整车中,BMS所占有的成本不是很高。主要有这么几个作用,估测电池的荷电状态,检测电池的使用状态,管控电池的循环寿命。在充电过程中对电池的热管理,启停锂电池的冷却系统,同时也管理单体电池之间的均衡,防止单体电池过充过放产生危险。再就是监测整个电池的健康工作状态。

  锂电池的与BMS

  要彻底了解BMS的工作原理和其重要性,还要从BMS管控的锂电池说起。锂电池主要是指以锂离子嵌入化合物为正负极材料的一类电池。一般常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂(三元锂)、钛酸锂等材料,每种材料的特性也都不一样。负极材料一般是石墨,目前也在研究石墨烯材料应用于锂电池的负极材料中,电解液用的比较多的是六氟磷酸锂。锂电池的充放电可以用下图来表示。由于电解质为有机溶剂,属于非导电体,在工作的过程中不会出现像铅酸电池那样的电解液导电现象,所以能够承受大电流充电,实现快充功能。

  当然不同的正极材料和负极材料以及电解液做出的锂电池所表现出的电池特性是不一样的,例如三元锂电池和磷酸铁锂电池的外在开路电压,内阻值,放电倍率以及环境温度适应能力都是不一样的,对于BMS来说SOC的估测更是没有一套放之任何锂电池而皆准的标准算法。从锂电池的内部说起,看看BMS对于锂电池的重要性。

  BMS核心技术和市场潜力解析

  铅酸电池出现过充的时候会出现电解水的反应,那么问题来了,如果锂电池出现过充或者是过放电将会产生什么现象呢?当充满电之后,锂离子大部分会嵌套在石墨上面,当石墨中所嵌入的锂的含量超过了它所承受的范围,那么多余的锂离子就会和负极中穿梭而来的电子结合,在负极表面上开始沉积,形成锂枝晶体。而且锂枝晶主要沉积在隔膜和负极的接触部位,生长的方向是沿着从负极→隔膜的走向,而这个方向很容易刺穿电池隔膜,一起电池内部短路,小则影响电池放电效率循环寿命,大则会危害电池的安全,造成起火等安全隐患。BMS就需要在任何情况下保障电池不能过充,及时准确判断电池的电荷状态,当充电器或者是充电桩对电动汽车充电到一定程度,即电池的电量达到一定范围上线电则立即断电保护电池。

  当电动汽车充满电进行工作,理论上能将电池中存有的电量彻底释放完毕,达到电动汽车的最大续航里程。但是出现这样的情况对电池显然是不利的特别是使电池的循环使用寿命大大缩短。释放电量究竟要释放到剩余电量到多少就停止,这就是BMS的另一个功能,准确估测电池的荷电状态 (State of Charge,即SOC),即电池剩余电量,保证SOC维持在合理的范围内。

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