锂电池管理系统BMS前景广阔

    目前应用的化学蓄电池主要有铅酸电池和锂电池两种，BMS电池管理系统主要针对锂电池，因为铅酸电池发展近100年，技术很成熟，很稳定，不需另外添加专门的设备去管理。最近针对锂电池BMS的市场前景，展开了一些讨论，有人认为，BMS市场没有前景，目前之所以存在，是因为现在锂电池技术不成熟，电芯材料和制造工艺粗糙，造成锂电池不能过压，不能欠压，不能高温，不能低温，BMS就是为了保护电芯的短板，造就了锂电BMS的市场在未来一段市场都会存在。但是从长远来讲，这些锂电芯的短板和痛点，是做电芯的行业未来发展的方向，从长远来讲，如果电芯做好了，BMS也就没有必要了。

笔者经过调查铅酸蓄电池和锂电池电芯的工作原理，以及蓄电池最近的发展方向，得出一个相反的结论，锂电池BMS在相当一段时间内（30到50年）内不会淘汰，市场前景广阔，值得投资。首先让我们看一下这两种蓄电池的原理和结构。

铅蓄电池电芯由极板、隔板、壳体、电解液、铅连接条、极柱等组成，正极板上的材料是二氧化铅(PbO2)；负极板材料是海绵状纯铅(Pb)。比较厚的材料还有隔板、壳体。由耐酸、耐热、耐震、绝缘性好并且有一定力学性能的材料制成。电解液由纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成。

锂离子电池电芯一般是使用锂合金=为正极材料、石墨为负极材料、电解质是锂电电解液必不可少的组成部分，目前电解质有高氯酸锂（LiClO4）、六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LIBF4）。正极材料从第一代LiCoO2钴酸锂，第二代为三元材料，化学名为LiNi-Co-MnO2镍钴锰。下图为18650锂电池的外形，内部及拆解图。

由上图可以看到，从铅酸电池到锂电池，本质上本没有根本改进，都是化学电池，都有正极，负极，电解质，隔板，壳体。只是材料不一样，正极材料由二氧化铅换为锂合金，负极材料由纯铅换为石墨，电解质由硫酸改为锂离子聚合物。隔板，壳体等材料都同较厚的板材改为较薄的箔材。

锂电池能不能像铅酸电池那边做到不用BMS，也能安全运行呢。答案是否定的，原因是，从材料上讲，锂电池的锂比铅酸电池的铅，属性更为活跃，锂电池负极材料石墨是可燃物，如果要达到同等的安全性，锂电池电芯务比要把隔板，壳体等材料做到更坚固，更厚，这样一来，锂电池就要比铅酸电池更重体积更大，单从电芯本体安全，锂电池永远也竞争不过铅酸电池。

但是锂电池有一个巨大的优势，功率能量密度比铅酸电池大5-10倍，铅酸电池能量密度30Wh/KG，现在锂电池的能量密度约为150Wh/kg，以后可能达200～400Wh/kg。从蓄电池的发展方向上看，是向着高功率密度的方向发展，只有不断提高能量密度，才是促进电动汽车的发展。至于电池的安全性，也是最最重要的一环，不仅要不断提高电芯材料本身的安全性，随着电力电子技术的进步，在加强电池安全性的同时，还要使用电子技术的检测，诊断和实施，效果会更好。因为电子技术保护更快捷，更准确，成本更低。

电池管理系统（Battery Management System，BMS）是由微电脑技术，检测技术等构成的装置，其功能不只是对电池进行充放电保护，还有精确测量电池的剩余电量，单体电池均衡充电等重要功能。

（1）保障电池的安全：在电池充放电过程中，实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。

（2）准确估测电池组的电池剩余电量，随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。蓄电池的电量和电压有一定的关系，但不是线性关系，不能依靠电压来换算剩余电量，需要通过BMS来计算。

（3）单体电池间的均衡：即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。

深圳晶福源是一家电源行业高科技公司，电动汽车锂电池管理系统BMS 技术处于全国领先地位。在安全性能，剩余电量SOC估算，均衡充电三个方面均有独到的技术优势。晶福源“双向均衡”技术特点：长期双向实时小电流均衡，有效提高电池组容量，增加续航里程，延长电池寿命。全时均衡，成本低，相比其它厂家，具有性能优越、可靠性高、性价比高等优势。采集与均衡共用线束,采集线与均衡线合一，相比传统方案两套线束，可靠性高，安装简便，维护方便，节省空间，降低成本。汽车专用采集芯片，满足ISO26262标准，采用高精度AD变换器，数据精度高。采用电动汽车专用SOC计算芯片，可靠性好，精度高。SOC计算更为准确，误差可控制在5%以内。BMS系统内部、外部均采用汽车级高速CAN2.0总线，多路CAN总线间电气隔离，大幅提高运行稳定性，产品能够稳定运行于大功率纯电动客车、高压储能等强干扰环境下。BMS实时数据在通过无线发送的同时也存储到本地FLASH中，可靠记录BMS重要运行状态数据，便于追溯分析电池运行过程。主机模块BMU内置大容量FLASH，故障信息和历史记录条数最大可达10万余条。

关于晶福源：

深圳晶福源科技股份有限公司2003年成立，国家级高新技术企业，公司拥有数百项技术发明专利和核心技术，并通过ISO9001国际质量体系认证，ISO14001环境管理体系认证，OHSAS18001职业健康安全管理体系认证。公司具有十多年的电源产品设计、生产经验，为客户提供中高端电源产品和全方位解决方案。产品包括系列齐全的直流充电桩及充电模块、锂电池管理系统（BMS）、电机控制器、DC/DC变换器、车载充电机、太阳能逆变器、UPS不间断电源、通信电源等。产品已大量应用于中国、北美和欧盟等50多个国家和地区，并得到客户一致认可。