厉害!这项“黑科技”让新能源客车“充不满、放不光、算不准、乱报警”的时代一去不复返
2020/5/11

    长期以来,新能源公交车在实际运行中存在续航里程短、SOC估算精度差、报警频繁等问题,电池“充不满、放不光、算不准、乱报警”,让驾乘人员的感受和体验不佳,这些共性问题也一定程度上影响了新能源客车行业更好更快地发展。

    作为一家老牌动力电池企业和春兰(集团)公司的全资子公司,江苏春兰清洁能源研究院有限公司(以下简称“春兰清洁能源”)给出了自己的整体解决方案——春兰新一代全智能动力电池管理系统(BMS),通过众多“黑科技”的集成应用,完美解决了电池在使用过程中的一致性问题,不仅能保护电池,还能充分发挥电池的能力,使电池“修旧如新、重现活力”,也让新能源客车再也不用担心“趴窝”,“充不满、放不光、算不准、乱报警”的时代一去不复返!

      破解行业痛点,新一代全智能BMS横空出世

    今年4月,春兰清洁能源在江苏泰州隆重召开新品推介会,针对目前新能源客车用动力电池管理系统存在的共性缺点,重点推出了春兰最新的创新解决方案——春兰新一代全智能BMS。会上同时介绍了该系统所取得的省级鉴定意见及专利成果,汇报了整车实际驾乘验证成果及推广使用情况,并从电池设计流程、工艺水平、检测能力、全面质量管理等方面,展示了春兰电池质量提升的成果。

    此次推介会反响热烈,受到广大车企和业内专家等多方面的广泛认同。其中,中国电池协会专家高度赞赏春兰新一代全智能BMS,认为其解决了电池在使用过程中的一致性问题,使系统可以保持最大的可使用容量,同时精准的SOC算法可让整车放心使用,且成本与市场接近,是一项非常实用的技术,并鼓励国内更多的企业积极站出来,进行技术创新,这样我国电池及其应用技术才有更美好的明天。

                   中国电池协会的两位专家高度赞赏春兰新一代全智能BMS

    据介绍,春兰新一代全智能BMS由春兰清洁能源专门组织的一支高级技术人员团队,历时数年研发而成。该系统以公交车实驾中存在的问题为导向,台架试验时长超过6000小时,车辆累计行驶1万多小时,历经33万余公里,遍历春夏秋冬。多地整车实驾验证效果证明,该系统不仅能保护电池,还能充分发挥电池的能力,是一款真正实现全生命周期“护航”的电池管理系统。

    电池一致性难题制约行业发展

    众所周知,长期以来,新能源公交车在实际运行中的续航里程短、SOC估算精度差、报警频繁等问题,究其根源主要是因为电池组一致性差,这也一直困扰着电池厂商、广大用户和相关技术人员。而该问题之所以难以有效解决,在于其产生因素是多方面的,比较复杂。一方面,车辆电池包由成百上千个电池组成,客观上存在电池之间自放电倍率的差异;另一方面,尽管电池的工艺水平和质量控制水平在不断提高,但因安装位置、并联系统各支路的电流充放电倍率等使用环境不同,长期积累导致电池电量差异变大,且持续存在。近年来,大量检测数据表明,后一方面原因是导致电池组一致性快速劣化的最主要原因。两方面原因共同相互作用,最终导致一致性问题越来越严重。如果不能及时消除和弥补,轻则造成行驶里程缩短,重则发生过充过放乃至失火等安全问题。

    然而,目前国内BMS功能不尽完善,不能快速准确地识别电池间存在的差异,也没有科学消除和减轻差异的办法。而等到发现差异时,电池间的电量差异已经很惊人,为达到快速均衡的目的,只能提高均衡电流。但大电流均衡带来成本、热量等因素上升的同时,也带来器件可靠性的下降,结果往往问题没解决,却带来新的故障点,故业界一直流传有“均衡无用论”。

    同时,SOC估算方法不能覆盖电池系统全过程、全工况、全生命周期的各种变化。目前,SOC算法的正确和精度是基于电池参数的完整性、多维度下的状态关系,是对电池全方位的评测。但当电池一致性变差后,依赖于正常电池模型参数的SOC估算,其准确性也出现“崩塌”,导致SOC原先留出用以确保电池时时刻刻工作在安全区域的缓冲区间也失去了意义。

    由于上述问题的长期存在,BMS往往设置了各种过度的保护措施,因此,一有“风吹草动”,就会发生频繁报警、乱报警,导致“过犹不及”。而这些问题的本质是BMS没有有效解决电池不一致的问题,以及电量估算存在缺陷,算法适应性差。

    春兰新一代全智能BMS“三措”并举克难题

    针对行业BMS普遍存在的问题,春兰清洁能源推出的最新的创新解决方案,着力从三个方面来改进。

     一是高效的双向智能均衡。春兰清洁能源设计了一种体积小、成本低、高效双向均衡的电路结构,研发了基于灰度分析理论,采用模糊数学和概率论的均衡识别、判断及执行算法。该算法对离群电池的识别能力强、准确率高、识别精度高,电池“削高补低”速度快。即使电池出现1%的差异,也能被准确识别,而且电池电量差异越大,越被率先均衡,执行均衡时间与系统时间占比最高可达90%以上。

    二是精确的SOC估算。春兰清洁能源研发了一种全生命周期的带自校正、自适应的SOC算法,电量估算精确,容错纠错能力强。其具备电源系统末端精确剩余电量自校正功能,且在不同的电池健康度下,具有自学习算法的功能,全程误差仅3%左右。

    三是科学的预警保护。春兰新一代全智能BMS提供动态估算SOP(系统实时可充放功率),以充分保护电池、发挥电池能力。其通过梳理分析不同报警项目、不同报警等级对整车运行的影响和重要度,对不同报警采取不同的整车应对措施,并且提供精确低电量预警。

    通过以上改进措施,并在江苏泰州、陕西西安、黑龙江哈尔滨等多地域、多车型、多工况实驾验证发现,春兰新一代全智能BMS实际应用效果良好。 

    聚焦核心技术提升,助推行业更好更快发展

    渠成,水自然到,而好的产品自然会获得市场的认可。据了解,从推介会到现在不到一个月的时间,春兰新一代全智能BMS已在全国多地实现逐步推广验证。“修旧如新、重现活力”,是各地公交公司对车辆改造后效果的最中肯评价。

     事实上,春兰新一代BMS破解新能源客车电池一致性难题并非偶然。尽管是老牌动力电池企业,但春兰清洁能源在业内一直默默耕耘,始终聚焦于核心技术和产品竞争力的不断提升,是国内最早从事新能源汽车动力电池的研发单位,并承担“863”计划新能源汽车重大专项10余项以及江苏省重点科技成果转化项目多项。目前,装配春兰BMS在运行的国内公交车数量近3万辆。

    业内专家表示,BMS自身的复杂性决定了其具有很强的技术壁垒,需要研发时间和技术沉淀。而春兰清洁能源基于对电池的深刻理解,厚积薄发研发的全智能双向均衡BMS方案,加上不断完善的动力电池技术,犹如为电动汽车技术装上了两个“车轮”,驱动其沿着既有路线,不减速、不跑偏,发展得更快,也跑得更远,最终实现“尽善尽美、历久弥新”。

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