换电模式一直处于下风，电池管理系统也许能帮上大忙

时间:2015-12-15 08:51来源:第一电动网作者:西顾

点击: 次

新能源汽车电能补给方式上，充电模式与换电模式之争由来已久，换电模式一直处于下风的主要技术原因就是电池标准化的问题。以内燃机车为参照，充电模式就是加油，换电模式就是用一个装满油(电)的油箱(电池)来换掉一个空油桶(没电的电池)，换电模式的提出是为了解决电动汽车充电时间长、电池续航能力的问题，其实质是希望以一种高效率的物理变化来取代低效率的电化学变化。但是，因为电池不像油桶那样只是一个容器那么简单，如果单单只是电池，不管方形还是圆形的电芯，都可以组装成成系列的标准电池模组(若干电芯并联成一串电池，若干串电池串接成一个电池模组)，换电就不存在技术障碍。恰恰相反，电池是需要和电池管理系统(BMS)协同工作的，两者的关系密不可分。

BMS是电动汽车的核心技术之一，国内的BMS产品大部分是集中式的，也有小部分高端的做成分布式的。那么，是不是只要BMS是标准的，电池模组做成系列标准的，换电就没有技术问题了呢？我们一个一个分析。

要说明的是，以下分析首先是单纯从BMS与电池连接的技术实现角度考量，不涉及车型设计、电池组空间等其他因素，目标是保证同材料的电池组可以互换，换电只完成电池的更换、新电池组与BMS的连接动作。(BMS与车一体，不可拆换。)已知条件是假设电池模组是一个标准系列的，比如说三元锂200AH的电池模组系列分别有4串、8串、12串。

先看集中式管理系统。这是将所有采集单体电压和温度的单元全部集中在一块BMS板上，BMS与电池组之间只有线缆连接。其优点是相对而言比较简单，成本较低，由于采集在同一块板上，之间的通信也简化了。缺点是单体采样的线束比较长，导致采样导线的设计较为复杂，长线和短线在均衡的时候导致额外的电压压降；整个包的线束数量很多，排布也比较麻烦一些，整块BMS所能支持的最高的通道也是有限的。

从连线示意图可以看出，集中式BMS需要满足一定条件才可以做到换电。这就是电池组设计时最好采用同样的电池模组，比如说电池组24串的，用2个12串或是3个8串的模组。因为如果串数不同，就涉及到模组在电池组中的顺序问题。这是因为集中式的BMS都是采用国外半导体公司的采样IC，一是通道规划受限于IC的固有设计，二是在车一端的BMS与电池连接的线束都是有地址定义的，必须一一对应。比如说电池组设计是20串，用一个8串和一个12串的模组，8串为低端12串为高端，如果两个模组放错位置，连成12串低端8串高端，这个是要出问题的。这个问题可以通过车上放置电池组的结构设计来解决，即每个模组有不同的空间限制，高串数的放不进低串数的，就可以保证不会放错。

再看分布式的BMS：这种BMS是将电池模组的功能独立分离，整个系统分成了CSC(单体管理单元)、BMU(电池管理控制器)，CSC安装在电池单体上，负责本串电池信息采集和传递。典型的应用如德系的I3、I8、E-Golf和日系的IMIEV、Outlander和Model S。优点是可以将模组装配过程简化，采样线束固定起来相对容易，线束距离均匀。看上去，这种BMS可以适用于不同串数的电池模组，CSC是和电池模组一体的，不管串数多少，反正最后信息都是通过总线输入到BMU中。每次换电，BMU也是不需要动的。这样看起来，用在换电模式下是正合适的。但是，这里有个技术细节不容忽略，那就是CSC是需要设置地址的，以便和单串电池保持一一对应的关系，不然BMU是不知道信息是哪串电池的。在换电模式下，准备换上的电池模组里的CSC是需要按照它在新组成的电池组中的位置设置相应地址的，这就意味着装有CSC的系列标准电池模组实际上是不标准的，是无法通用的，而设置地址这个工作如果放到换电这个环节实现显然是有巨大风险的。

通过以上分析，我们了解到要想真正实现换电，不同厂家不同型号车辆的同种材料锂电池都能互换，而不是只能换一家整车企业的，是需要以下条件的：

1. 电池模组要统一成一个标准系列。

2. 电池模组的单串电池地址问题需要解决。

最后，我们看下一种最新的积木式架构BMS：

和分布式的看起来类似，这种系统由单体模块(UM)、总线和控制器三部分构成。模块为4端口，安装在每串电池上，2个输入端与电池正负极连接，2个输出端连接在总线上。总线是2线制，每套总线可以连接一定数量的模块。所有的模块都并联在总线上，数据和均衡的能量都通过总线与每串电池传递。因为象搭积木一样，多个系统可以通过CAN总线连接构建成更大规模(百串级别)的电池组能量管理系统，积木式架构由此得名。

这种架构能够实现换电模式的关键在于模块，这种技术的模块是标准模块，不需要任何地址设置，其地址是完全自适应的。这样，高度标准化通用化的电池模组得以实现，无需任何设置。

对比三种架构的BMS，集中式和积木式的都可以完成换电，积木式的BMS实际是分体的，模块需要和电池模组安装在一起，看似装配工序多，但因为是标准模块，不需要考虑地址问题，所以与集中式BMS相比，实际上是减轻了装配工作量，降低了安装风险。

其次，从运营角度来看换电模式，每个电池模组的信息，包括生产厂家、出厂日期、类型、工作时间，累计放电量、深度充放电次数、SOH等都是运营商需要知道的。那么，这个信息最好是能与电池模组物理上在一体。这样，对运营商来说，换下来的电池模组哪个需要替换，应该替换哪些单体，哪个需要维护，采取什么方式维护，才会做到心中有数、对症下药。这是第一步，第二步就是如果BMS做成足够智能的，每次换电后电池模组先向BMS汇报，BMS就可以分辨出不同材料类型的电池，比如说是铁锂的，还是三元锂的，再根据这些数据给出相应管理策略，这样或许就可以做到不同种类的电池互换。

(责任编辑：admin)

文章标签：

作者：西顾，如若转载，请注明出处：http://www.cbcu.com.cn/a/zixunzhongxin/xinwenzixun/20151215/10451.html

看完这篇还不够？如果你也也是同行业需要发布您的新闻报道，请戳这里告诉我们！

免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn

猜你喜欢

北汽新能源签三方战略合作加速换电运营北京新能源汽车股份有限公司（简称北汽新能源）与奥动新能源汽车科技有限公司（简称奥动）、上海电巴新能源科技有限公司（简称电巴）在京签署战略合作协议，在换电运营领域开创新的市场格局。刚进8月，火热的新能源车产业又传出重磅消息。日前，北京新能源汽 2016-08-11 14:45	注重服务外延，构建创新模式将成充电运营商盈利法宝毫无疑问，新能源汽车是国家大力扶持的新兴产业，在2012年国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012―2020年)》中，首次提出了我国新能源汽车的规模目标，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。在这 2016-04-29 09:04
新能源汽车骗补核查：国务院一直在督办，即将收官 4月19日，发改委产业司网站发布消息称，国务院办公厅对15个省市组织开展了新能源汽车推广应用情况实地督查。由于核查涉及财政补贴资金监管使用、新能源汽车推广应用等方面，与近期处于风口浪尖的新能源汽车骗补事件有关，一时间又引发业界疑虑：骗补调查已接 2016-04-25 09:20	移动充电：技术方向可行商业模式尚早对于无线充电技术消费者并不陌生，但是提起这项技术时，大多人还是会和手机联系在一起。当我们把这项技术与马路上奔跑的汽车联系起来的时候，想到汽车停在车位上就能自动充电，会让很多人眼前一亮。在这个基础上再往前走一步，试想如果汽车在行驶的过程中就 2016-04-08 08:44
新能源汽车核查风暴中的“浙商模式” 针对财政补贴的核查工作成为笼罩在新能源汽车行业头上的阴云。现在从我们终端运营层面感受到的是，整个行业已经陷入停滞。浙江时空电动汽车有限公司（下称浙江时空）董事长兼CEO陈峰告诉记者。浙江时空涉及除生产以外的电动车产业链，包括上游零配件生产以 2016-03-15 08:55	新能源车“换电模式”花开二度？公共交通恐成唯一试验田就目前的市场发展情况来看，在新能源汽车租赁、分时租赁和出租车等行业，换电模式正以较小的规模在这类公共交通领域低调运营。在今年的全国两会上，全国政协委员、力帆实业股份公司质量中心成品检验部组长邹先荣递交了一份《新能源汽车换电模式纳入国家顶层 2016-03-10 10:35
大连电动车充换电服务开建将建4座快充站昨日记者获悉，日前国网大连供电公司启动电动汽车智能充换电服务网络建设，投资1847万元，用于建设4座城市快充站和对现有充电设施进行升级改造，工程将于年底前竣工，届时，一并接入国家电网易充电车联网平台，实现电动汽车充换电网络信息化服务。据悉，截 2016-03-03 15:53	公车改革引入租赁模式利好新能源汽车行业新能源汽车再获利好。国家机关事务管理局公共机构节能管理司负责人18日介绍，未来将以更大力度在全国公共机构推广应用新能源汽车，争取到2020年广泛应用。公共机构是全部或部分使用财政性资金的国家机关、事业单位、团体组织，具体包括国家机关、大中小学、 2016-02-23 09:21
科技部预警动力电池回收隐患或借鉴德国模式破解新能源汽车在2015年的暴增使得高层关注到背后的隐忧。我们要高度关注一件事，要加快研究动力电池的回收和再利用。1月23日，在中国电动汽车百人会2016中，国家科技部部长万钢表示，面对新能源汽车的快速发展，必须在当中保持清醒头脑。万钢表示，动力电池尤 2016-02-16 13:56	盈利模式初现：各方力量深耕新能源车充电产业链未来五年，我国充换电站数量要达到1.2万个，充电桩达到480万个，国内新能源汽车充电桩的直接市场规模有望达到1240亿元。北汽新能源充电桩能否快速发展起来，对于电动车能否顺利普及至关重要。到目前为止，充电运营商基本上都是不盈利的，如果一直是这种状 2016-01-05 08:23

专题

【报告嘉宾公布】千人储能盛会！120+专家报告！院士报告+6大分论

直播链接公布丨新型储能寿命模拟预测比赛决赛比拼即将拉开帷幕！

相关新闻

北汽新能源签三方战略合作加速换电运营

北京新能源汽车股份有限公司（简称北汽新能源）与奥动新能源汽车科技有限公司（简称奥动）、上海电巴新能源科技有限公司（简称电巴）在京签署战略合作协议，在换电运营领域开创新的市场格局。刚进8月，火热的新能源车产业又传出重磅消息。日前，北京新能源汽

2016-08-11 14:45
注重服务外延，构建创新模式将成充电运营商盈利法宝

毫无疑问，新能源汽车是国家大力扶持的新兴产业，在2012年国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012―2020年)》中，首次提出了我国新能源汽车的规模目标，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。在这

2016-04-29 09:04
新能源汽车骗补核查：国务院一直在督办，即将收官

4月19日，发改委产业司网站发布消息称，国务院办公厅对15个省市组织开展了新能源汽车推广应用情况实地督查。由于核查涉及财政补贴资金监管使用、新能源汽车推广应用等方面，与近期处于风口浪尖的新能源汽车骗补事件有关，一时间又引发业界疑虑：骗补调查已接

2016-04-25 09:20
移动充电：技术方向可行商业模式尚早

对于无线充电技术消费者并不陌生，但是提起这项技术时，大多人还是会和手机联系在一起。当我们把这项技术与马路上奔跑的汽车联系起来的时候，想到汽车停在车位上就能自动充电，会让很多人眼前一亮。在这个基础上再往前走一步，试想如果汽车在行驶的过程中就

2016-04-08 08:44
新能源汽车核查风暴中的“浙商模式”

针对财政补贴的核查工作成为笼罩在新能源汽车行业头上的阴云。现在从我们终端运营层面感受到的是，整个行业已经陷入停滞。浙江时空电动汽车有限公司（下称浙江时空）董事长兼CEO陈峰告诉记者。浙江时空涉及除生产以外的电动车产业链，包括上游零配件生产以

2016-03-15 08:55
新能源车“换电模式”花开二度？公共交通恐成唯一试验田

就目前的市场发展情况来看，在新能源汽车租赁、分时租赁和出租车等行业，换电模式正以较小的规模在这类公共交通领域低调运营。在今年的全国两会上，全国政协委员、力帆实业股份公司质量中心成品检验部组长邹先荣递交了一份《新能源汽车换电模式纳入国家顶层

2016-03-10 10:35
大连电动车充换电服务开建将建4座快充站

昨日记者获悉，日前国网大连供电公司启动电动汽车智能充换电服务网络建设，投资1847万元，用于建设4座城市快充站和对现有充电设施进行升级改造，工程将于年底前竣工，届时，一并接入国家电网易充电车联网平台，实现电动汽车充换电网络信息化服务。据悉，截

2016-03-03 15:53
公车改革引入租赁模式利好新能源汽车行业

新能源汽车再获利好。国家机关事务管理局公共机构节能管理司负责人18日介绍，未来将以更大力度在全国公共机构推广应用新能源汽车，争取到2020年广泛应用。公共机构是全部或部分使用财政性资金的国家机关、事业单位、团体组织，具体包括国家机关、大中小学、

2016-02-23 09:21

本月热点

注册资本近1.15亿元！两巨头成立电池回收企业

近日，广州优美再生技术有限公司（以下简称广州优美）正式成立，公司由优湃能源科技（广州）有限公司与格林美集团下属武汉动力电池再生技术有限公司有限公司（以下简称动力再生）携手打造。据了解，广州优美注册资本约1.15亿人民币，经营范围含化工产品销售

2024-04-16 10:29
宁德时代、科达利、特斯拉等发力这一新赛道！

4月22日，科达利发布公告称，公司与台湾盟立台湾盟立、台湾盟英拟共同投资深圳市科盟创新机器人科技有限公司（以下简称深圳科盟）并签署《投资合作协议书》。深圳科盟并签署《投资合作协议书》。深圳科盟注册资本拟为人民币1亿元，其中公司以现金方式投入人

2024-04-24 10:11
续航里程1000公里！宁德时代发布神行PLUS电池

4月25日，在2024北京车展上，宁德时代举行乘用车新品发布会，发布神行PLUS电池，续航里程1000公里。同时，充电10分钟可续航600公里。

2024-04-25 17:53
天奇股份牵手长安汽车共同打造动力电池全生命周期产业链闭环！

天奇股份4月18日公告，拟与中国长安、长安汽车共同投资设立合资公司，并以合资公司为主体合作开展电池回收、梯次利用及再生业务。目标打造成为西南区域领先的电池回收标杆企业。合资公司的注册资本为1.8亿元，其中公司拟出资8820万元，持有合资公司49%的股

2024-04-19 08:42
50亿元！这家公司拟在摩洛哥投建锂电池负极材料项目

4月26日晚间，中科电气发布公告，宣布公司计划通过其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司，在中国香港或其他海外地区新设全资子公司，以间接投资方式设立摩洛哥项目公司，实施一项年产10万吨锂离子电池负极材料一体化基地项目。据了解，项目计划总投资

2024-04-29 18:25
全固态电池三大技术路线，谁将最终胜出？

近年来，凭借高密度、更安全性、寿命长等优点，被认为是“最具潜力的下一代锂电池技术”的固态电池受到市场关注，最新消息不断。

2024-04-22 18:17
锂矿龙头一季度预亏超36亿元，收深交所关注函！

4月23日晚间，天齐锂业发布业绩预告，预计今年第一季度同比由盈转亏。同日晚间，深交所对天齐锂业下发关注函，要求其结合主营业务开展情况、产品产销量、产品价格等，分析2024年一季度亏损较2023年四季度大幅增加的原因，并说明是否存在持续亏损风险等。锂

2024-04-25 09:30
又有车企公布全固态电池量产时间！

当地时间4月16日，日产汽车公开全固态电池试生产线的预定设置场所，在生产发动机等的横滨工厂建筑内确保了约1万平方米空间，为搬入设备推进施工。日产计划2025年3月开始生产全固态电池，目标2028年度实现量产。据日产介绍，全固态电池的能量密度是传统锂离

2024-04-18 08:43

欢迎投稿

联系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
发送邮件时用@替换#
电话：010-56284224

在线投稿

企业微信号

微信公众号