當今世界,新能源汽車受到前所未有的高度重視,並呈爆髮式發展勢頭。據中國汽車工業協會的最新統計,截至目前,我國新能源汽車累計產銷量已超過100萬輛,年均增幅超過200%;今年的新能源汽車產銷量有望突破80萬輛。可以說,我國新能源汽車產業體系已基本建立,動力電池、驅動電機、整車平台產業鏈上下游已全部貫通。
放眼全球,德國去年就宣布,到2030年將全面禁止傳統內燃機汽車的出售……
這一系列信號表明,新能源汽車尤其是作為其主流的電動汽車已經成為全球業界共識的未來汽車發展方向。因此,圍繞電動汽車的各項技術研發均受到中外業界企業的高度重視。
在9月14日開幕的匯聚世界汽車業界最新科技與產品的第67屆法蘭克福國際車展上,代表汽車業未來發展方向的各類新能源汽車技術與產品成為本屆車展濃墨重彩的重要組成部分。其中,一輛來自中國上海什維科技的電動商務車和一組電池包,引發了參觀者的濃厚興趣,這輛車和電池包均配備了什維科技自主研發的電動汽車BMS電池能量管理系統。這項技術不僅擁有自主智慧財產權,也達到了國際領先水平。
電池的高科技「好管家」
BMS電池能量管理系統是電動汽車的三大核心技術之一,它好比傳統內燃機汽車的發動機,是電動汽車的「心臟」,是電動汽車惟一的動力來源,它在電動汽車整車成本中占比達到1/3。作為銜接電池組、整車系統和電機的重要紐帶,BMS電池能量管理系統的技術水平直接關係到電池的壽命與安全,關係到電動汽車的質量水平與安全性。其對於電動車的重要性不言而喻。
也正因為此,中外許多新能源車企都將電池管理系統作為企業最核心的技術。比如特斯拉的電動汽車「三大件」中,電池來自於松下,電機來自於台灣供應商,而電池管理系統是其自主研發的核心技術。據悉,2008-2015年特斯拉申請的核心智慧財產權大都與電池管理系統相關。
事實上,新能源汽車的安全性問題,也一直受到我國政府和汽車產業的高度重視。早在2011年9月,國家科技部、財政部、工信部和發改委等四部委就聯合發布了新能源汽車示範推廣「安全令」(即《關於加強節能與新能源汽車示範推廣安全管理工作的函》),強調「對投入示範運行的插電式混合動力汽車、純電動汽車要全部安裝車輛運行技術狀態實時監控系統(BMS),特別是要加強對動力電池和燃料電池工作狀態的監控」。
然而,目前國內的汽車電池能量管理系統技術水平參差不齊,已經成為電動汽車市場進一步發展的瓶頸。近年來,隨著新能源汽車在國內的大量推廣使用,關於新能源汽車的自燃、虛假續航里程等問題時有發生,也反映出國內在電池組、電池管理系統等方面的設計、檢測、生產標準還不夠完善。
面對電動汽車用戶對於能效、壽命、安全、節能等更高的訴求,市場亟需高水平的電動車能量管理系統。
據什維科技有關人士介紹,該公司新推出的這套GAZELE3電動車能量管理系統,可謂電動車電池的「好管家」。該系統可支持高達400伏2000安培的峰值輸出功率。在測試中,可使5人座後驅純電動車?0-100公里/小時的加速時間在2.8秒以內(?),最高時速達到250公里。8人座(前驅+後驅)純電動車?0-100公里/小時的加速時間最低可在4秒以內,最高時速可達230公里/小時。(這段里的數據有點兒邪乎!)
有業內人士認為,這一產品如運用到國內新能源汽車上,不僅能夠保障車輛安全可靠運行,還可有效提升電動汽車技術性能。
什維科技是什麼企業?目前在國內企業中處於什麼位置?(特斯拉Model P85D的百公里加速只需3.2秒。)
領先一步的技術優勢
據什維科技有關人士介紹,相比國內現有的BMS系統,GAZELE3能量管理系統具有多種技術優勢。
首先,GAZELE3系統可以延長電動汽車單次充電後的里程數。
該系統對能量系統內部的關鍵技術指標的檢測精度更高,可以對電池包的電壓、電流、溫度,甚至濕度等工況進行實時分布式網絡化多點採樣,精確監測,並實時進行高精度調控以確保正常安全運行。通過監測所得的大量數據,以及基於神經元網絡的人工智慧算法,GAZELE3系統對電池包充電狀態(即SOC)的估算精度可達到正負1%以內,遠高於目前行業正負3%的標準。
其次,GAZELE3系統能有效延長電池包的使用壽命,降低用戶使用成本。
由於採用了電池間主動平衡技術,GAZELE3系統能根據電池電壓的變化及各電池電壓參差不齊的情況,對最低電壓的電池進行主動平衡充電,發揮每節電池的最大效能,因此能量使用效率更高,整個電池包的使用壽命也得到了延長,用戶的使用成本得到了降低。同時,這套系統採用了高冗餘的設計,在子系統出現故障時,依然能夠保持整個系統維持在一定的工作狀態,保證車主行駛到修理廠,避免了半路拋錨。
第三,最值得一提的是,GAZELE3能量管理系統是第一款真正聯網的BMS。該系統採集的所有能量系統的工況數據,在本地記錄的同時,也源源不斷地同步傳輸並儲存到「雲端」,使得採用該系統的車輛又多了一個強大的「大腦」。由於使用了這個超級「大腦」,系統幾乎可以針對電池包里的每一個單體電池進行全程監控和歷史數據記錄,為今後電池包的保養和維修提供一個大數據基礎。即使在電池包完全損壞的情況下,之前的工況數據也可以從「雲端」恢復,這使電池包的可維修性進一步改善,同時降低了電池包整體的報廢率。
此外,GAZELE3系統還可以支持電容包和電池包混合使用,解決了車用鋰電池的制約瓶頸,也可以降低電動車的整體製造成本。而獨具匠心的模塊化設計,可允許整車廠根據要求增加或減少電池包的總能量,從而使得整車廠減少了新車設計時間,降低了產品風險。
自主創新彰顯實力
今年3月工信部、發改委、科技部、財政部四部門印發的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》中指出,為提高新能源汽車動力電池產業發展,必須要加大對瓶頸制約環節突破、關鍵核心技術產業化等的支持,加快在正負極、隔膜、電解液、電池管理系統等領域培育若干優勢企業,促進動力電池與材料、零部件、裝備、整車等產業協同發展,推進自主可控、協調高效、適應發展目標的產業鏈體系建設。
作為電池管理系統的創新性企業,上海什維科技已經走在了行業前列。該公司在美國西雅圖擁有一個由多位在跨國高科技企業服務多年的各領域專家組成的研發團隊,同時去年也在科創產業集聚的上海臨港落戶。通過潛心自主研發,什維科技目前已擁有一個具有完全智慧財產權的稱為「兆焦瓦」的能量管理技術平台。在這個平台上推出的創新核心產品,可以應用於乘用車、電容式公交車以及電動叉車的能量管理。
此次什維科技在法蘭克福車展這樣一個國際舞台亮相,不僅彰顯了我國新能源汽車產業的創新技術能力,同時也增強了在國際汽車業界的話語權。通過這些關鍵核心技術的不斷突破,中國汽車業也終將迎來「彎道超車」的時刻。