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电池管理系统成影响电动汽车普及一大关键技术瓶颈汽车电子万芳

发布时间:2020-02-14 11:12:46 阅读: 来源:高头车厂家

电池管理系统成影响电动汽车普及一大关键技术瓶颈 - 汽车电子 - 电子工程网

2012年台北国际车展在岁末年初之际登场,绿能无疑是最大卖点,众家厂商竞相率新能源车争艳四方,以宣示进军新世代新能源车战场决心。拓墣产业研究所预估,全球电动汽车市场将随锂电池品质与充电站建置逐渐完备,于2013年迈入成长爆发期,至2015年前每年以超过三成的幅度增长,至2020年出货量可望达830万辆,占全球汽车市场10%。拓墣产业研究所研究员雷德灏表示,由于电动汽车起火事件频传,导致大众对电动汽车产生安全疑虑,因此欲使电动汽车迅速普及,必须提升电池续航力与安全性,而电池管理系统(Battery Management Systems;BMS)技术能否适时发挥功用更是关键。因此,电池管理系统市场产值,也将随电动汽车市场扩大而受益,2013年预计大幅增长,市场产值达13.29亿美元,成长幅度为25%。

EV动力电池 开启市场大门金钥

2020年前全球新能源车市场成长动能主要以油电混合车(Hybrid Electric Vehicle;HEV)为主,预计目前仍为全球电动汽车销售上升主力,约占整体电动汽车市场70%。2011年后随着锂电池技术渐趋成熟,插电式油电混合车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle;PHEV)市场逐渐起飞,2012年起将呈显著成长,2020年销售量将达150万辆,占整体电动汽车市场的18%,而完全仰赖电池做为动力来源的纯电动汽车(Battery only Electric Vehicle;BEV),由于各国政策推动期程不一,现仍处于示范运行阶段,预计2020年占整体电动汽车市场的12%。

拓墣认为,不论是HEV与PHEV皆为过度产品,就长期发展而言,为达节能目的,纯电动汽车才是主要绿色替代能源产品。然而,电池稳定性和安全问题,一直是电动汽车发展迟滞的主要因素,因此,发展高性能且安全的电池,才是开启电动汽车市场大门的金钥。

搞定锂电池 先优化管理系统

电动汽车未来将以锂电池为主要动力驱动来源,主因在于锂电池有高能量密度优势,所以性能较为稳定。然而锂电池大量生产时品质不易掌握,电池芯出厂时电量即存在些微差异,且随着操作环境、老化等因素,电池间不一致性将愈趋明显,电池效率、寿命也都将变差,再加上过充或过放等情况,严重时可能导致起火燃烧等安全问题。

因此,透过BMS能准确量测电池组使用状况,保护电池不至于过度充放电,平衡电池组中每一颗电池的电量,以及分析计算电池组的电量并转换为驾驶可理解的续航力信息,确保动力电池可安全运作。拓墣预测2012年全球BMS市场产值成长逾10%,2013年至2015年成长幅度将大幅跃升至25%~35%。

BMS系统百家争鸣 新厂难切入

目前电动汽车发展仍处萌芽期,各车厂所采取的动力系统及电池系统的解决方案也堪称百家争鸣,使得BMS的设计也呈现多样化发展。

其中,主被动平衡技术为现阶段厂商研发重点。透过平衡可以调整电池芯间电量不一致问题,HEV因电池数少,对BMS系统依赖性低,被动平衡已堪用且稳定;未来伴随着PHEV及BEV等市场的陆续开展,车辆所使用的电池串数也相对提升,主动平衡技术也将愈受重视。另外,BMS的另一项用来检验电池荷电状态的关键技术为SoC(State of Charge)计算,车厂多偏好以微控制器(MCU)控制,电池端则采用特定应用集成电路(ASIC)执行基本保护与量测功能。

拓墣表示,现阶段不论是整车厂、电池厂、还是相关车电零组件厂均投入BMS研发,以求掌握电动汽车产业的关键技术,而台湾车电厂商在BMS可切入的部份则以半导体制造技术为主。由于车厂是电池管理系统的使用者,车厂多偏好使用本身的软件处理,并以专门的厂规控管,以维持操作弹性。拓墣认为,BMS产业发展可能类似锂电池,车厂为掌握关键技术,会与长期合作供货商密切合作产品开发,对新进厂商切入难度高。因此,未来新进厂商欲切入车厂供应链,除与相关供应链强化合作关系外,针对需求打造客制化方案,才有机会抢得先机。

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