电源管理系统(BMS):新能源汽车的第二引擎

来源:国际电子商情 作者:—— 时间:2010-07-22 09:13

新能源汽车 电源管理

电池管理系统(BMS)是新能源汽车(EV/HEV/PHEV)必备的重要部件,与动力电池组、整车控制系统共同构成新能源汽车的三大核心技术。随着新能源汽车的不断升温,越来越多的企业已经认识到电池管理系统在新能源汽车产业化过程中的重要作用,看到其背后蕴藏的巨大商机;但另一方面,电池管理系统也因其性能挑战,而成为新能源汽车进一步发展急待突破的瓶颈。

电池管理系统对新能源汽车的重要性主要表现在以下三个方面:首先,电池管理系统可以实时监测动力电池的各项工作参数,保证动力电池安全运行,从而保证汽车的安全、可靠运行;其次,电池管理系统提供的监测参数,如动力电池的荷电状态、可用功率等,还可以帮助整车控制系统制定合适的控制策略,有利于提高电动汽车的动力性、安全性,降低排放;第三,电池管理系统通过对动力电池工作参数的监测和对电池状态的估计,可以使动力电池工作在最佳工作区,避免过充和过放,提高使用效率、延长使用寿命。

凹凸科技(O2Micro)公司副总裁兼深圳分公司总经理高汉荣先生对记者表示,除了快速地、精确地实时监测动力电池的各项工作参数,电池管理系统的一个重要功能是热管理。

他指出,温度实际上对电池的特性,比如性能、可靠性、安全与寿命等有很重要的影响,电池热量管理的目的是使蓄电池及其各模块工作在理想的温度状态,使电池箱各处的温度尽可能一致,避免因温度过高引起的电池造成差异、不均衡或损坏。为此,BMS监控各电池(组)的温度,并根据实际应用需求,而采用不同的温度控制策略。比如,依照日本JEITA的要求,电池在低温与高温环境下工作,其可允许的最高充电电压与充电电流,要小于标准温度环境下的最高充电电压与充电电流。为了使电池获得最佳的保护,凹凸科技在部分BMS芯片内增加支持JEITA的功能,实现温度变化时,充电电压电流保护点也跟着做相应的动态改变。

另一个关键点是电池的一致性问题。由于生产工艺、材质等的细微差异,不同批次的电池容量,内阻等特性略有不同,长时间使用下,会使得单个电池的电压、内阻、容量产生较大差异变化,各电池的材质老化不同步也会造成差异变大。此外,电池组个别电池内部的软短路所导致的自放电、电池组内不同区域温度变化不同、串并联电池其工作电流电压分布不均匀,电池系统的局部漏电等等因素也会导致电池SOC变化不同,从而导致电池不一致。为此,凹凸科技(O2Micro)开发了独有的专利技术——BOD(Battery Bleeding on Demand)电池均衡技术,可有效提高电池的一致性,延长电池寿命,提高电池包的容量。

凭借敏锐的市场嗅觉和深厚的电池管理芯片开发经验,凹凸科技(O2Micro)早早就捕捉到新能源汽车这一利基市场。该公司于2004年开始涉足多节电池管理芯片在纯电动车/混合动力汽车应用中的开发。并于2005年联合同济大学成立了“同济大学-凹凸科技汽车电子应用技术联合实验室”,开始将凹凸科技(O2Micro)的方案应用到轻型燃料电池汽车的燃料电池和锂电池管理系统中。

高汉荣表示:“毫无疑问,未来电池管理系统(BMS)在高电压多节电池供电系统中将发挥举足轻重的作用。我们于2007年初就已开始量产全球首款能够管理多达13节电池的BMS芯片OZ890,目前OZ890已经被广泛应用于电动工具、电动自行车、电动摩托车、轻型电动车以及UPS电源等系统上电池的管理应用中。该芯片目前已被用于上海世博会的电动游览车中。”

凹凸科技汽车级专业BMS芯片OZ8902首次亮相

日前在深圳第九届中国国际电池展(CIBF 2010)上,凹凸科技(O2Micro)还展示了首款汽车级高速电池信息采集芯片OZ8902。OZ8902支持可达255颗芯片的级联能力,通过芯片间SPI高速垂直总线通讯功能,不需隔离即可完成和MCU的通讯。每颗OZ8902芯片可以监控多达12路的电压信号和12路温度检测信号。BMS主控制器MCU可以通过垂直SPI通讯总线狠容易地和多颗级联的OZ8902芯片通信。

OZ8902支持BOD技术和软件均衡,可以通过外部分流电阻的选择来调节均衡电流的大小,从而有效延长电池包的寿命。OZ8902芯片支持电池电压信息同步触发扫描和许多断线诊断功能、均衡模块的诊断功能等的在线自我诊断功能;拥有完整的过压、欠压、高温、低温、电池不平衡的监控及告警能力,且自动扫描速度/周期可依实际需求而设定。

高汉荣表示:“OZ8902是凹凸科技(O2Micro)依照严苛汽车级规范要求所开发的电池管理芯片,支持锂电池、燃料电池、镍氢电池等各种新型电池的应用,可以广泛用于各种电动汽车和大规模储能系统。

高汉荣继续介绍说,由于锂离子电池能量密度高、体积小、重量轻,目前全球主要汽车大厂,都看好且致力于锂电池电动汽车的研发,尤其是对磷酸铁锂电池在电动汽车的应用,看法趋于一致。凹凸科技(O2Micro)除了提供高安全性的电池管理芯片及电池管理系统平台应用于锂电池电动汽车上,特别地,因应中国国情的特色,凹凸科技(O2Micro)还开发出管理动力铅酸电池的电池管理系统平台,以发挥铅酸电池的高安全性及低成本优势,攻克铅酸电池因电池不均衡而造成使用寿命短的技术难题。

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