管理+维护--新能源汽车管理系统新理念(下)

管理+维护——新能源汽车管理系统新理念（下）方英民新能源汽车电池成组管理应用技术专家哈尔滨威星动力电源有限公司董事长说在前面与大家分享的几个问题：1、新能源汽车是否需要维保？2、谁来关心电动车的寿命？3、电池组一致性是电动车的寿命的痛点吗？前言:新能源汽车道路曲折与前途光明我国的新能源汽车“热”随着国家补贴政策的风向标不断变换着“节气”，近年来一直忽冷忽热是不争的事实。从2015年下半年开始的“大热”（补贴峰值）到2016年的“趋冷”（骗补风波引发的国家补贴新政迟迟拖后出台），以至于2017年的“慢热”过程（补贴开始退坡），行业变化之快的确有些令人目不暇接。上述因政策层面引发的现象只能用新生事物“摸着石头过河”来解释，但因电池成组（PACK）技术带来的一系列突出问题，已然对新能源汽车的行业发展产生了不可低估的影响却应该尽早敲响警钟，这才是问题的根本所在。道路是曲折的,前途是光明的。新能源汽车作为国家顶层设计，其发展战略的大政方针不会变，我们坚信新能源汽车这一创新型产业一定会逐步走出困境，迈向良性发展的轨道。一、燃油车即将成为历史，新能源汽车时代已经起航禁售燃油车的话题将新能源汽车再次推向风口浪尖。9月10日，工信部副部长辛国斌在论坛上关于“我国已启动传统燃油车停产停售时间表研究”的表态，让整个中国汽车市场紧张起来。此前，已经有包括荷兰、德国、法国和英国等多个国家相继宣布全面禁售燃油汽车时间表，而不少媒体报道称，中国禁止生产销售燃油车的时间点被划定为2030年，那么所谓即将全面取代传统燃油车的新能源汽车准备好了吗？公开数据显示，我国自2015年开始跃居全球最大新能源汽车市场，2016年中国新能源汽车销量同比增长53%至50.7万辆。作为中国主力推行的新能源发展路线，纯电动汽车发展势头迅猛。中国汽车工业协会数据显示，2017年新能源汽车销量达77.7万辆预计2018年超100万辆。二、燃油车需要维保，电动车需要维护吗？众所周知，传统燃油车5000Km--7500Km需要定期维保已经成为一种约定俗成的行业习惯，那么新能源汽车需不需要维保呢？有人说新能源汽车是高科技产物就应有高科技特色不用维保，电池组有BMS保驾护航也不需维保，事实真的如此吗？答案是否定的，NO！我们今天不去深谈电动车用动力锂离子电池本身的电化学特性，仅从它是占电动车总成本的比重接近一半这样一个关键零部件的事实，就应该得出电池组PACK管理加维护的必要性！！三、电池维护需从电芯、单体电池与电池成组（PACK）的概念区别说起电芯:系指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用。区别于电池含有保护电路和外壳，可以直接使用。单体电池：系指将多只电芯并联使用，其特征为仅电池容增加，端路电压不变。电池成组（PACK）:系指将多只单体电池串联使用，其特征为各单体电池容量不变，电池总回路电压为各单体电池电压之和。四、电池成组（PACK）、意义和用途意义和用途:锂电池成组的意义主要是把多个单体电池串联起来，得到所需要的工作电压。如果所需要的是更高的容量和更大的电流，那就应该把多只电芯并联起来。使用串联和并联这两种方法结合起来就可以达到高电压高容量标准。电池成组应用在我们的生活中用途十分广泛,新能源汽车、电力储能电源、通讯基站电源中都会用到电池组（PACK）。五丶电池组(PACK)折寿短板效应已在业界发酵中国的新能源汽车行业因有国家的大力扶持，对大量跟风涌入的投资人来说不能不说是一个绝佳的投资商机，但不得不看到这个新兴行业投资热的另一面，新能源汽车还是一个相当年轻的行业，在相关技术不断进步的大好形势下，难免还存在一些技术短板需要克服。如关乎电动汽车用动力锂离子电池的安全性已引起业界高度重视；而往往容易被人们忽略的另一个关键命题“电池组(PACK)折寿短板效应”也已在业界开始发酵。有如电动公交的“趴窝现象频发”。六、为什么说问题出在电池PACK上？动力锂离子电池以其优越的性能已广泛应用于新能源汽车领域，成为目前新能源汽车的主流应用。但不得不看到有相当一些电池厂在宣传电池性能时通常会模糊电芯寿命与电池成组（PACK）寿命的概念。一般通常习惯将电芯3000次以上，任其无序发展PACK寿命能做到800次循环都会是一大关。循环寿命与电池组（PACK）循环寿命混为一谈。等各种影响电池一致性因素的影响，电池成组应用后，随着时间的推移不可避免的会逐渐出现电池组（PACK）“提前折寿”的现象。目前业界普遍反映的实际情况是，新能源汽车电池PACK寿命往往受：1.电池容量一致性；2.电压的一致性；3.内组的一致性；4.自放电率一致性；5.温度一致性等多种客观因素的影响。其突出反映就是造成电池组内各单体电池的一致性差异，互差的累积增大造成了逼近电池充放电压线的底线，从而引发了电池PACK总回路非正常切断，应用在电动车上就是我们非常不情愿看到的所谓趴窝现象。寿命不保不能不说是当前新能源汽车的最大痛点。这种将电芯寿命与电池成组后的PACK寿命简单混为一谈的说法明显是不科学的，但恰恰是这种误导使新能源汽车的提前折寿问题被长时间的掩盖了起来。七.趴窝现在频发造成售后队伍庞大以电动公交为例，目前的情况有相当一部分车辆投入运营仅两年左右就出现“趴窝”现象，有些运营点“趴窝”比例竟会高达30%以上。两年甚至三年不到就出现的“趴窝”现象极大的影响了主机厂和购车者的购买热情，由此带来的大量的人力、物力、财力浪费难免令人痛心疾首。政府补贴也仅起到了补贴电池前期投入的作用。电池厂组建的“庞大”售后队伍疲于奔命地奔波于各车辆运营现场进行对问题电池及（PACK）进行更换或维修，电池故障造成车辆不断提前“停摆”的难题仍难以攻克，这种不断由此造成的加大运营现场售后服务的怪象令各方都苦不堪言。八.频繁更换、修复电池会成亏本生意众多厂家为了争先恐后的上新能源汽车的目录、配套动力电池的原动力（投资热情）初期大多来源于国家政策的扶持（国补和地补）。的确，如果电池寿命不出问题通过这种经营模式带来的经济收益还是非常划得来的，购车者还会因此享受到国家补贴政策的红利，这种发展初期可以用极低的造车成本和购车价格购买新能源汽车，无论对整车厂、电池厂（PACK）、以及购车者来说不能不说都是一件令人赏心悦目的好事。但事实上并不尽然，如果PACK寿命坚持不到五年以致八年，岂不是要在新能源汽车的全寿命周期内要换一到两次电池组PACK。很简单这笔账整体算下来应该是“亏本”的生意。但因为很多人心存侥幸心理，不肯承认这个现实，甚至很多厂家扔抱有盲目乐观的心里。寄希望：电芯自身出厂一致性好、电芯品质好用不着维护也不会出现上述现象，电池组PACK本身的高品质就能保证全寿命周期不出问题，这是某些电池厂及PACK厂的所谓“理论依据”，但现实往往是残酷的，电动公交的“趴窝”现象频发就是对这种“理论依据”的背叛。九.产值翻翻与债台高筑之怪圈“债台高筑”也是当今主机厂与电池厂及PACK厂关系难以和谐的怪圈之一。据相关行业调查报告披露，电池厂与PACK厂虽说是大多“形势大好，产量、产值翻翻”，经营数字、经营报表一片飘红，但往往因电池寿命短的问题，电池全寿命周期内须多次更换电池，无形中加大了电池组（PACK）的成本投入，实难确保主机厂的八年十二万公里的基本需求，结果就出现了主机厂用于购买电池的账期不断加大，电池厂与PACK厂现金流常常入不敷出。主机厂因担心电池寿命不保，不肯付全款给电池厂与PACK厂，如果电池厂与PACK厂体量不够大，很容易造成资金链断裂，经营难以维继的尴尬局面，逼得电池厂与PACK厂不得已转嫁经济危机的唯一途径：就是拖欠上游供货商家的货款。我没拿到钱怎么给你！其理由也算十分充分，互相拖欠货款的怪圈在新能源领域大有蔓延之势。十、算算多次更换电池这笔账新能源行业是朝阳产业，自然会吸引大量投资商和巨额资金涌入，又由于有国家政策的保证，理论上整车厂和电池（PACK）厂算账咋一看都是盈利的，但有没有人去算过这中间需要多次换电池这笔账，以至于因电池寿命问题而带来的行业间相互拖欠货款、缺乏诚信的的坏习气，想想这种怪相的持续发展必将会带来灾难性后果。可以想象资金链一旦断裂，上游企业因拿不到货款，长此以往将会出现多米诺牌式的企业倒闭现象，这种灾难性后果势必会影响到新能源行业的健康发展，令人十分担忧。十一、催生新理念：管理+维护电动车“趴窝了”怎么办？电池PACK提前“折寿了”如何处理？电池的成组“一致性”又如何保证？上述怪相的提出绝非危言耸听，新能源领域需大发展大势所趋，那解决的办法有没有？技术是否能有突破？解开这个怪圈的钥匙在哪儿？一个全新的解决办法已在业界悄然进行，即管理+维护=电池组全寿命周期保障的新理念，也同时催生出了电池组维保的新型产品——电池组维护系统。电池组的一致性仅仅依靠电池自身的特性以及电池出厂一致性的保证远远不够，还需要“管理+维护”这样一个全新的理念，在这方面我们付出的代价也许太大了些。比如我们目前BMS管理锂电池还在采用的“主动均衡”和“被动均衡”的均衡策略，从其初衷来看，用意和出发点都是好的，但因为其本身存在不可弥补的设计缺陷，应用效果并不理想，甚至会影响到电池组的循环寿命。后面我们会详细说明。十二、被动均衡与主动均衡难以破局被动均衡因为电路简单、成本低廉至今仍被广泛使用。其原理是依照电池的电量和电压呈正相关，根据单串电池电压数据，将高电压的电池能量通过电阻放电以与低电压电池的电量保持相等状态为判据。主动均衡是把高能量电池中的能量转移到低能量电池中。相当于对木板“截长补短”。“被动均衡”和“主动均衡”经过近十年的电池成组实践，应用效果并未达到预期。二者存在一个几近相同的“致命伤”，就是无标准可依；二者都得不到电池一致性的最终结果。十三、怎么来保证电池组全寿命周期？我国动力电池延长寿命，技术突破是关键。管理+维护=电池组全寿命周期的新理念，俨然然成为了动力电池延长寿命的技术突破口。十四、划时代产品---拜伦思，电池组维护仪系列产品专门针对电动车维保的电池组维护仪应运而生，其核心作用是解决新能源汽车及电力储能行业中所应用锂动力电池组的维护，是关乎“电池组全寿命周期”得以实现的关键技术，也是目前最具可行性的电池组一致性差异问题解决方案。十五、产品介绍“拜伦斯”牌电池组维护仪系列产品是BMS的延伸产品。通过十几年的业内经验，威星动力提出对出厂合格的电池组进行“全方位”的管理，在“线上（随车）”增强BMS的管理效能，“线下（车下）”进行维护，创新性“管理加维护”思维的确立，从而使“电池组全寿命周期”得以保障。该系列产品用以解决锂动力电池的“提前折寿”问题，一经问世，便受到广大主流电池厂的积极响应。试用结果表明，解决电池一致性效果明显，如应用得当电动车的五年以至于八年十二万公里的目标将会得以实现。1.产品介绍该系列产品的细分市场主要是针对锂动力电池厂、PACK生产厂、整车厂、运营公司和4S店、以及电力储能、通讯基站等相关企业，即具有专业性，又有广泛的市场需求。按照威星动力的解决方案，每100辆电动大巴需配置电池组维护仪20台。2020年达到500万台电动汽车时，维护仪的需求达到百万台，界时市场需求过百亿，电池组维护仪场应用前景十分广阔。2、设计原理“拜伦斯”牌电池组维护仪系列产品采用模块化设计多个具有完备功能的受控的充电模块，一一对应电池组内的各单体电池组成相对通道独立的“补电”系统。结合专有的并充充电控制技术，保证各通道电池达到设定的充电截止电压严格一致，确保动力锂电池组的不均衡度控制在允许的范围内，从而大大提高动力锂电池组的循环使用寿命。该系列产品支持对每个单体电池电压的实时检测和监控，充电能量的自动测算，并支持测试数据自动保存和导出。该系列产品采用多重保护功能，确保电池组及充电机本身的安全。3、设计图示4、设计特点（1）采用专有的并充控制技术，确保各通道充电效果的高度一致；（2）采用模块化设计，采用独立的完备功能的充电模块；（3）支持各电池电压和电流的监测和数据打印；（4）支持各通道充电时间和充电能量的测算和数据打印；（5）高可靠性，支持多重保护；（