受益于國內(nèi)政策對(duì)新能源汽車和動(dòng)力鋰電池行業(yè)發(fā)展的大力扶持，2015年新能源汽車產(chǎn)銷量劇增，動(dòng)力電池供不應(yīng)求，政策紅利惠及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，2016年將迎來動(dòng)力電池發(fā)展元年。
動(dòng)力電池長期應(yīng)用趨勢(shì)毋庸置疑，但安全性能是消費(fèi)者選擇產(chǎn)品的首要標(biāo)準(zhǔn)。近期工信部“叫?！比囯姵?、新能源大巴接二連三起火自燃事故、5561輛大眾純電高爾夫因“電池管理系統(tǒng)問題”召回等事件的接連發(fā)生，再度引發(fā)了公眾對(duì)動(dòng)力電池安全性能的關(guān)注。
對(duì)于動(dòng)力電池的安全問題，除了電池材料技術(shù)路線爭議外，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，PACK及BMS在保障電池安全方面的作用無可替代。
動(dòng)力電池PACK成品由三部分構(gòu)成，即電池模組、BMS和固定架外殼（涵蓋了熱管理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高壓控制、安全管理等內(nèi)容）。其中，BMS被稱為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)的“大腦”，與動(dòng)力電池、整車控制系統(tǒng)共同構(gòu)成了電動(dòng)汽車的三大核心技術(shù)。
電動(dòng)汽車專家陳清泉院士曾表示：沒有電池管理的電池包就是一個(gè)炸彈。BMS（Battery Management System），即電池管理系統(tǒng)是動(dòng)力電池包的核心，均衡荷電量、使用壽命、使用安全等，都需要BMS來管控和優(yōu)化，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈，BMS的產(chǎn)業(yè)價(jià)值十分重要。
公開資料顯示，BMS具有防止過充、避免過放、溫度控制、保持電池組件電壓和溫度平衡、預(yù)測電池的剩余電量和剩余行駛里程等功能。同時(shí)，BMS還具備實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)整電池管理狀態(tài)的能力、與多個(gè)平行子系統(tǒng)同步協(xié)調(diào)工作的能力。透過BMS能準(zhǔn)確量測電池組使用狀況，保護(hù)電池不至于過度充放電，平衡電池組中每一顆電池的電量，以及分析計(jì)算電池組的電量并轉(zhuǎn)換為可理解的續(xù)航力信息，確保動(dòng)力電池安全運(yùn)作。
在科技部發(fā)布的2016年國家“新能源汽車”試點(diǎn)專項(xiàng)文件中，動(dòng)力電池與電池管理系統(tǒng)被列為重點(diǎn)研究任務(wù)，其中，“充電設(shè)施對(duì)BMS保護(hù)需求的響應(yīng)率達(dá)100%”被列為對(duì)電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行安全與互聯(lián)互通技術(shù)方面的考核指標(biāo)之一。
盡管BMS對(duì)于電動(dòng)汽車來說很重要，但由于在整車成本中的占比相對(duì)較低，長期以來不受整車企業(yè)的重視，缺乏設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，要把BMS產(chǎn)品做精做強(qiáng)，國內(nèi)企業(yè)在動(dòng)力電池BMS領(lǐng)域仍有較長的一段路程要走，但由于新能源汽車產(chǎn)銷量的突然爆發(fā)，迅速擴(kuò)張的下游應(yīng)用市場并未給BMS行業(yè)足夠的成長時(shí)間。有研究報(bào)告預(yù)測到2020年，車用動(dòng)力電池的市場規(guī)模將達(dá)到1200億元。其中，乘用車使用的BMS系統(tǒng)約占10%-16%，商用車的約占3%-5%，屆時(shí)國內(nèi)電動(dòng)車用BMS的市場規(guī)模將達(dá)170億元。
伴隨著鋰電池產(chǎn)能大幅擴(kuò)張，市場對(duì)BMS需求放量，比亞迪、國軒高科等整車企業(yè)、電芯企業(yè)也開始布局BMS領(lǐng)域。電池企業(yè)及整車企業(yè)在加速分食市場，PACK企業(yè)也有一套自己的生存之道。
“BMS盡管在整車成本中的占比較低，但對(duì)保障動(dòng)力電池的安全性很重要。PACK企業(yè)要想生存，憑借的是BMS核心技術(shù)、BMS的整個(gè)方案的解決實(shí)力和服務(wù)能力”，近日，北京歐鵬巴赫新能源科技股份有限公司總經(jīng)理干振樺接受媒體采訪時(shí)，詳細(xì)介紹了從BMS以及PACK等角度，如何最大限度保障動(dòng)力電池的安全性能。
北京歐鵬巴赫新能源科技股份有限公司（以下簡稱：歐鵬巴赫）成立于2012年12月，是專業(yè)的新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)提供商，主營新能源汽車三大核心業(yè)務(wù)：動(dòng)力電池組及管理系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)、新能源汽車動(dòng)力總成的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。目前公司年生產(chǎn)PACK系統(tǒng)能力約25000臺(tái)套，主要客戶有安徽江淮汽車股份有限公司、安徽安凱汽車股份有限公司、廈門金龍汽車集團(tuán)股份有限公司、安徽星凱龍客車有限公司等。2015年年底，歐鵬巴赫申請(qǐng)新三板掛牌上市，2016年3月11日已取得全國股轉(zhuǎn)公司同意掛牌通知函，獲得股票代碼。
據(jù)干振樺介紹，隨著電動(dòng)汽車應(yīng)用量的增加，電動(dòng)汽車的安全性受到越來越多的關(guān)注，客觀上促進(jìn)了產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展。BMS涉及電子、電源、電池、控制等多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，具有多學(xué)科交叉、技術(shù)復(fù)雜度高的特點(diǎn)。新能源汽車不同品牌不同型號(hào)的性能差異以及使用的地區(qū)環(huán)境差別很大，與之配套使用的各類系統(tǒng)設(shè)備本身往往也差異較大，從而要求系統(tǒng)提供商根據(jù)客戶的需求在產(chǎn)品的創(chuàng)新、開發(fā)能力、個(gè)性化設(shè)計(jì)方面做出快速反應(yīng)。PACK企業(yè)想要分享新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展紅利，就必然要依靠比電池生產(chǎn)企業(yè)、整車企業(yè)更專業(yè)的技術(shù)及更好的成本控制以及更專業(yè)的自動(dòng)化制造來實(shí)現(xiàn)與整車廠的合作。
作為專業(yè)從事PACK和BMS研發(fā)、制造和銷售的企業(yè)，歐鵬巴赫在電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)行了多年研究開發(fā)，具有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)實(shí)力。截至2015年8月底，公司共有16項(xiàng)軟件著作權(quán)，6個(gè)發(fā)明專利，涵蓋了BMS、鋰電池等領(lǐng)域，技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。
在使用安全方面，歐鵬巴赫注重從以下幾個(gè)方面保障動(dòng)力電池使用的安全性：
1、重視電芯等關(guān)鍵零部件的準(zhǔn)入和質(zhì)量管控。公司成立了具備國標(biāo)試驗(yàn)檢測水平的電芯及PACK產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室，建立了電池芯測試評(píng)價(jià)體系和產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證體系，確保電芯準(zhǔn)入和產(chǎn)品研發(fā)有數(shù)據(jù)支持，降低了電芯濫用風(fēng)險(xiǎn)。
2、公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)在充分理解動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研發(fā)模塊化PACK結(jié)構(gòu)，從而提升電池PACK的機(jī)械可靠性和工藝的可靠性，降低了電池組機(jī)械濫用風(fēng)險(xiǎn)。
3、公司重視制造能力的提升，設(shè)計(jì)建立了自動(dòng)化的模組生產(chǎn)線和柔性化的PACK組裝線；建立了制造信息管理MES和ERP系統(tǒng)。
4、歐鵬巴赫?qǐng)?jiān)持根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行針對(duì)性產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開發(fā)理念，加強(qiáng)對(duì)PACK加熱、冷卻和溫度控制系統(tǒng)等核心技術(shù)的開發(fā)和試驗(yàn)，有力地改善了電池對(duì)環(huán)境穩(wěn)定敏感的特性，減少了環(huán)境濫用風(fēng)險(xiǎn)。
“歐鵬巴赫目前在電池管理系統(tǒng)上使用溫度傳感器和電池?zé)崮Ｐ蜖顟B(tài)估算的方法，防止電池PACK過熱，即使在溫度傳感器失效的情況下也能防止電池溫度過溫。對(duì)于目前討論比較多的平衡方案，目前公司的BMS可以根據(jù)客戶的要求進(jìn)行被動(dòng)平衡，以及基于反激變壓器的主動(dòng)平衡，主動(dòng)平衡的硬件成本要高一些?！备烧駱灞硎?，“另外，在設(shè)計(jì)上，我們會(huì)按照客戶的要求進(jìn)行風(fēng)冷及水冷的設(shè)計(jì)，讓電池工作在合適的溫度，提供電池壽命。模組器件使用高性能阻燃材料。絕緣處理各連接件，確保不會(huì)出現(xiàn)因連接件短路而引起火災(zāi)?！?/p>
從系統(tǒng)角度，歐鵬巴赫從2009年就開始按照ISO26262標(biāo)準(zhǔn)體系展開工作，建立了完善的失效及風(fēng)險(xiǎn)分析庫：
【BMS】
1、基于溫度傳感器（每個(gè)小的模塊都有溫度傳感器）和煙霧傳感器，判斷電池的異常，及時(shí)給駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，然后切斷車輛的高壓系統(tǒng)。
2、檢測動(dòng)力電池的異常電阻，當(dāng)檢測到回路電阻異常變化的時(shí)候（接插件松動(dòng)/螺絲松動(dòng)產(chǎn)生/電池異常），及時(shí)給駕駛員發(fā)動(dòng)警報(bào)，切斷高壓。
3、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，會(huì)根據(jù)傳輸?shù)膮?shù)及經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ团袛嚯姵貭顟B(tài)，及時(shí)的反饋給終端系統(tǒng)。
【PACK】
在干振樺看來，大家認(rèn)為動(dòng)力電池的不安全性，本質(zhì)上是由于目前電池的不足造成的，歐鵬巴赫在PACK設(shè)計(jì)方面采取以下措施：
1、在單體的選擇比較重要，由于公司是獨(dú)立的PACK制造企業(yè)，電池單體可以靈活的選擇國內(nèi)外使用量大的，并且安全性好，不易發(fā)生著火及爆炸的電池。
2、增加自動(dòng)滅火器，檢測到火源產(chǎn)生的時(shí)候，自動(dòng)滅火。
3、電池箱體增加卸壓閥，防止壓力的累積。
4、箱體及模塊材料選擇耐高溫阻燃材料。
5、針對(duì)每一款電池，都會(huì)做模塊的燃燒測試，確保在高溫灼燒的時(shí)候不會(huì)起火及爆炸。
6、對(duì)電池箱進(jìn)行CAE熱設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)良好的熱管理系統(tǒng)，防止電池箱體在高溫使用環(huán)境下過熱。
7、選擇使用防松動(dòng)的螺栓。
動(dòng)力電池安全誰做主？做好PACK和BMS是關(guān)鍵
在質(zhì)量管理方面，歐鵬巴赫通過了TS16949、ISO14001等認(rèn)證，嚴(yán)格按照汽車行業(yè)要求進(jìn)行質(zhì)量管理。
1、原材料保障：采用嚴(yán)格的供應(yīng)商準(zhǔn)入機(jī)制，確保供應(yīng)商能夠提供優(yōu)良、一致性強(qiáng)的產(chǎn)品；尤其是電芯供應(yīng)商，除了滿足國家標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)資質(zhì)等要求，還需要滿足歐鵬巴赫制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)過評(píng)測合格后才能開始供貨。
2、產(chǎn)品驗(yàn)證：嚴(yán)格按照15年的新國標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)備的采購，進(jìn)行模組、PACK級(jí)別驗(yàn)證，確保產(chǎn)品滿足客戶要求。
3、過程/出貨管控：采用自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、確保產(chǎn)品一致性強(qiáng)；MES系統(tǒng)監(jiān)控每個(gè)產(chǎn)品、每個(gè)工序的質(zhì)量數(shù)據(jù)并加以判定，確保產(chǎn)品不合格品不流入下道工序；工序間和下線建立防錯(cuò)系統(tǒng)。
4、關(guān)鍵特性控制：確保產(chǎn)品100%全檢且可追溯，不僅僅按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，檢驗(yàn)過程中，即使合格，數(shù)據(jù)變異大也進(jìn)行分析，找出根本原因，降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。
從使用安全，到BMS及PACK系統(tǒng)成組，再到質(zhì)量管理，歐鵬巴赫全方位的產(chǎn)品安全保障，贏得了品牌車企的高度認(rèn)可。2015年歐鵬巴赫相繼獲得南京特種汽車制配廠有限公司和中鹽安徽紅四方鋰電有限公司的大額訂單，近期又與安徽安凱汽車股份有限公司、廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司簽署大額訂貨合同，早期工廠的產(chǎn)能已無法滿足當(dāng)下客戶需求，于2015年4月投資成立合肥歐鵬巴赫，新建四條現(xiàn)代化、自動(dòng)化的PACK產(chǎn)線（可滿足軟包/方形鋁殼/18650的全自動(dòng)生產(chǎn)），2015年11月兩條產(chǎn)線已試生產(chǎn)。