德国时间9月10日,甯德時代在法兰克福的展台迎接着来自全球的观众,并展示了自己最新的科技与产品。

動力電池大脑如何助力汽车和能源变革 甯德時代讲解BMS技术优势

当地时间下午三点,甯德時代BMS部长张伟为现场观众奉献了一场精彩的BMS技术优势讲解。

什麽是BMS?

众所周知,纯电动汽车的动力输出依靠电池,而电池管理系统BMS(Battery Management System)则是其中的核心,负责控制电池的充电和放电以及实现电池状态估算等功能。

電芯自加熱技術

在寒冷的冬天,如何降低裏程衰減,是大多數車主在購買新能源電動車時的一大顧慮。

为此,甯德時代开发出了電芯自加熱技術,实现了“加热一刻钟,畅行雪地中”。

使用BMS控制算法和整車動力總成架構,可以控制電芯在短時間內快速充放電,使得電芯從內部發熱,實現電芯自加熱效果。

目前實驗測試效果可達2℃/min的加熱速率,並且整個加熱過程中電芯溫差不超過4℃,最重要的是,整個加熱方案,不增加任何系統成本。

快充技術

傳統的電動汽車電池管理系統(BMS)基于線下標定的充電曲線與當前的充電電壓來控制充電電流。這種方法未考慮電芯內部實際的電化學狀態,也不能保證電池的耐久與安全性。

甯德時代研发的快速充电算法——恒电势闭环控制算法,其核心是通过计算电池内部电势锂离子浓度分布,提升电芯充电的速度与安全性。

原理是基于電化學模型,通過控制陽極電勢高于析锂電位阈值,最大化輸入充電電流,而電流的輸入會繼續影響電池內電勢分布,從而形成一個閉環控制,使得電池在不發生析锂的前提下充電時間最短。

我們的電化學模型會耦合熱、力等物理場溫度預估模型,從機理角度加入老化對模型的影響,實現全生命周期的在線控制。

相比于传统的充电技术,甯德時代快速充电算法能充分发挥自主研发的快充型电芯的快充性能,电芯充电速度提升一倍,实现15min电芯电量从0%增加至80%。

無線BMS

长时间使用之后,电池系统的线束接插件可能会老化失效。针对这个挑战,甯德時代设计了無線BMS,通过無線BMS技术,省去了线束以及接插件,简化了安装工艺。

即使出现由于交通事故造成的BMS主控板损坏等问题,也可以通过车外的無線BMS工具实现对电芯的实时监控,从而杜绝二次事故的发生。

此外,甯德時代的無線BMS方案在仓储运输以及下线成组方面也有很大的优势。

如果無線BMS结合键合工艺做成标准模组,便可以实现智能电芯的效果,随时可以检测任意一个电芯的状态。

診斷功能的充電站

电芯的残值评估对于新能源电动车主来说,也是非常想了解的一个信息。对此,甯德時代开发了电芯诊断算法,车主只需将自己的爱车插到带有甯德時代电芯診斷功能的充電站上,BMS便会通过该充电站完成电芯的检测,向用户呈现一个完整详细的电芯检测报告。

該技術在汽車保險、二手車市場、汽車年檢等方面會有極大應用空間。

V2G

新能源汽車大规模推广后,无序充电将会对电网造成巨大冲击。甯德時代通过V2G技术可实现车网互动,电动汽车成为分布式移动式储能,不但可以避免冲击,还可以实现电网的削峰填谷。

同時,我們還考慮到了另外一個方面,即如何讓電動車用戶利用自己的車盈利,這是很有趣的一個話題。假設你有一輛續航裏程500公裏的車,如果每天只跑50公裏,那剩下的電不就浪費了?但是,如果你在晚上電價低的時候充滿電,在用電高峰時把這個電送到電網上,賣出去,你就能掙錢了。

而V2G技术刚好可以实现这个目的,V2G即Vehicle to Grid,中有一个典型的盈利模式是峰谷套利,即谷价时充电,峰价时向电网“卖电”,从而实现峰谷套利。此外,通过连接V2G装置,用户可以响应电网的旋转备用、调频等需求,在完成这些V2G响应任务后,由电网支付差价给电动车车主。

V2G技术中长寿命电芯以及V2G装置是比较核心的两个技术点,对此,甯德時代开发了长寿命电芯,完全可以满足V2G工况的使用需求。同时我们也开发了V2G装置,在不改电动车硬件结构的基础上,为电动车赋予了V2G功能。

這是電動汽車與能源互聯網的融合發展後令人向往的美好願景。

未來的電動汽車是智能交通、智慧城市的基本單元,從而推動能源革命、信息革命、交通革命,較大程度上破解長期困擾我們的能源、環境等痛點和難點問題,重塑未來的出行體驗。

安全核心算法

基于对电化学机理的深度了解,甯德時代研发出不同的电池模型:老化模型/OCV模型/内阻模型/Crack模型/滞后模型等,去计算SOC/SOH/SOP/SOE/Balance,我们的模型满足对电芯/模组/pack/整车不同层级的验证。

数以万计的工况测试验证:四季测试/标准工况测试/客户工况测试/甯德時代基于工况数据进行内部研发工况测试;在多种SOC范围内进行验证;不同车型上验证(BEV/PHEV/HEV)。

原理:通過電池模型進行在線的實時預估,通過預估與實測的差值反修正參數,再結合多種修正算法進行參數在線更新,形成自修正閉環控制算法,可以將誤差降低至極小的可接受範圍內,從而實現安全核心算法。

平台化

以上的解决方案,甯德時代均已进行平台化开发,主要平台分为Car平台和Bus平台。通过平台化开发,对所有的内外部需求进行了有效的管理和跟踪,大幅提高了软硬件开发质量,同时可以大大的缩短开发周期。可以做到了“One Software Platform, Different System Derivates”。

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[責任編輯:陳語]

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