从复杂产品发展路径,看BMS变局

2018-07-16  来自: 惠州精惠仪器设备有限公司 浏览次数:295

电动汽车取代燃油车的趋势已经明确,整个行业在电池上的投资也是层出不穷,屡下重注,唯独BMS一直动静不大,乏善可陈。但是随着动力锂电池保有量不断增多,BMS的变局也将逐渐到来。

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在说明BMS的变局之前,先讨论下一个普遍规律:复杂产品的发展路径。复杂产品是指客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造过程复杂、使用管理复杂的一类产品。BMS产品虽不是每项都符合,但也算大部分符合了,更何况还有一些功能如何实现,方法是否正确都还在争论,从这个角度看,稳妥的小型复杂产品。

复杂产品的发展路径主要有三步:1. 功能满足;2. 可扩展性(连接)增强;3. 标准化。整个过程如果重复出现,则说明产品生命周期长,能不断吸收新技术,满足或创造新需求。以手机为例,zui开始是大哥大,模拟机,功能不多,只能语音通话,市场为摩托罗拉把持。如果没有数字技术出现,模拟机基本达到了标准化的阶段,没有更新的功能,也不会连接其他设备,一个相对稳定的市场还在发展但产品基本停滞的阶段,功能机阶段。幸运的是数字技术到来,手机开始了全新的生命历程。短信、彩信、视频通话,手机像是条八爪章鱼,开始发展出与其他手机的多种连接方式,产品的可扩展性从此开启。

系统出现之后,软件功能得到增强,新的可扩展性出现,蓝牙、相机等设备集成进手机成为标配。这时候的霸主是诺基亚和他的塞班系统,智能机的初期阶段。凭借触屏和IOS系统,苹果开始进入手机市场。

APP STORE的出现,连接了手机和开 发者,通过建立全新的可扩展性,软件功能得到极 大丰富,手机和其他设备建立了更广泛的连接,进一步增强了可扩展性。凭借着可扩展性的升级,苹果干掉了诺基亚,进入了智能机的中期阶段。更多的可扩展性(连接)到达一定的数量,就出现了生态。谷歌有样学样,推出了更开放的安卓系统和安卓市场。

IOS和安卓两个生态系统龙争虎斗,从此,手机进入了一个相对标准化的阶段。软件功能还在发展,各种APP也不断出新,但硬件功能基本没什么变化,系统就这么两家,厂家发布会上介绍zui多的是硬件性能,跑分分数,这是智能机的成熟阶段。

从手机的发展历史可以看出,功能是产品发展的初级阶段,可扩展性是发展的高 级阶段,当然,也不是所有的产品都需要可扩展性,可扩展性到达一定的数量级别,就出现了生态。这个生态的中心或入口,是各个企业的必争之地。而到了标准化阶段,对产品来讲,基本上是大局已定。但随着新功能的出现,若能带动可扩展性的更新,则产品得到新的进化。刺激产品进化的重要因素有两点,新技术的出现和产品外部环境的重大变化,这两者又常常是相辅相成,目前BMS就面临着这样的一个节点。

中国新能源车从2013年2万辆到2017年达到82万辆,电池产能不断扩充,废旧电池数量也是一日千里,根据中国电池联盟数据,预计2018年理论退役动力电池为5.14GWh,到2023年理论退役动力电池将达到48.09Gwh。8月份将正式实施《新能源车汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,要求汽车制造商承担主体责任,建立回收渠道,开展梯次利用。同时新能源补贴逐年大幅退坡,电池价格正在不断下跌。按照这个趋势,BMS要做到电池全生命周期管理势在必行,产品进化窗口已经到来。

在没有梯次利用要求时,BMS的功能设计围绕着电动车,其默认前提是电池组一旦定型就不会改变,BMS唯一的连接对象就是特定的电池组,因为电池组是特定的,所以BMS也是定制的。梯次利用时,出于成本的考虑,电池组不可能拆解到单个电芯的程度,zui适合的是拆解到电池模块(多个电芯并联)然后在此基础上重组,而BMS也不需再重新定制一套,zui好是原有的零部件重新组合就可以适配新电池组。

可以看到,考虑到梯次利用要求时,主要有三点不同:一是电池组会被打散重组,新电池组中电池模块的容量和串连数量都有可能改变,BMS要连接的是不特定的电池组,这就要求BMS在设计之初就要考虑一种通用的架构,可以方便扩展,容易安装;第二点是电池数据。电池数据目前只掌握在PACK和整车厂手里,梯次利用则要求数据公开,用户也可以方便获得,从可扩展性的角度来看,这就是连接的范围增大;第三点是重组后电池模块间的不一致性会显著加剧,这个需要BMS的主动均衡功能来解决,而且如果也是经常大电流放电的话,主动均衡的电流能力还要有一定要求。

BMS产品的外部环境已经出现重大变化,连接对象从特定转为不特定,这种变化要求BMS的功能要能满足新增需求,以目前的技术路线来看,电池管理专用IC的方案无法做到,新技术必然会出现。无法预测的是新技术出现的时间,可以预测的是新技术着力的方向。如果新技术可以顺利解决梯次利用难题,还可以确定的是电池模块标准化将会建立,动力锂电池的应用将会更广泛。

按照复杂产品的发展路径,BMS经过此次进化,也会进入到标准化阶段,就像PC机历史上的兼容机时代,一个更广阔的市场就要到来。



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