姜久春：动力电池重组优化技术降低电池成本15%

主持人（王芳）：信息中可能有遗漏，我们再来看一看。时间到了，让我们到此为止。让我们开始下一个报告，因为我刚刚在报告中提到，电池管理系统是一个非常重要的电池组件。因为电池系统的设计是好是坏，有些是电池本身的性能，所以管理系统起着非常重要的作用。所以今天，我们邀请北京交通大学电气工程学院院长蒋久春教授为大家做一个关于新能源汽车电池管理系统的报告，包括北京奥运会、上海世博会等等，蒋老师有很多经验和技术意见。

蒋久春，北京交通大学电气工程学院院长

蒋久春：我很高兴给你做报告。本文主要介绍了新能源汽车的电池管理系统。新能源汽车的电池管理系统可能在几年后就不再被提及了，因为技术已经成熟。让我们来谈谈本次电池管理系统研究的具体情况。

简单看一下电池管理系统的作用，参与车辆调度，直接决定整个电池的使用寿命。在这方面，电动汽车的一个非常重要的部分是核心技术电池管理系统，已经发表了14项专利，这些专利都与这个问题有关。所有的手机都有一个电池管理系统，这只是一个单独的电池。如果数百个串联和并联，问题就会变得更加复杂。基本上，只需看看需要什么，例如整体方案设计、电池筛选和优化、电话模拟、状态预测、热场分析、安全检测和生命周期分析。系统设计越复杂，使用寿命就越长，但价格是否可以接受，这是一个需要考虑的折衷方案。

通过动力电池管理系统的方案设计、电池的模块化分组方法和电池的在线状态评估，实现了动力电池系统的安全、高效、可靠运行，延长了电池的使用寿命，提高了电池的服务效率。

我们正在做的关键技术已经在上面提到的九个方面进行了设计，主要集中在肚脐的一些进展上。常用的电池连接方式包括串联、先并联后串联、先串联后并联以及混合串并联结构。使用了大量先并行后串行的方法。串联后并联储能也被广泛使用，并且有混合串联结构。哪种方式是好的，稍后会给出结论。

电池模块化设计，北京电动环卫车，4和30串50Ah电池组，2和96串Leaf纯电动汽车，3和96串Volt增程电动汽车，以满足用户续航里程的需求，使其模块化，便于分布式管理和控制，并用于分布式维护。电池从汽车中取出后，如何重新使用？如果模块化，效果会更好。现在宝马正在做这件事，I3电池被淘汰并取下后是否可以用作储能。如果你把它作为一个垫子作为一个整体来做，它基本上是没有实现的，做成了一个模块，拆卸后可以重复使用。

这些是关于串并联结构的一些优化方法。我们认为将混合动力串联和并联模块化更好。

此外，在混合串并联的情况下，串联环节的并联部件采用先串联后并联的方法，便于电流预测。通过结合模块电流复合模式和电池热膜的散热条件，我们可以区分每个电池的衰变路径是什么，并确切地知道每个电池的状态是什么。在串联配置下，影响下降轨迹的最大因素是其温度场不一致，而并联情况并非如此，并且平行的温度场基本上是相同的。然而，并行的高端和低端之间的电流差将导致不同的衰落路径。电池的表面特性完全不同。也许最初的范围，每个人都可以从5%到95%，而衰退的路径不同，所以我们被迫缩小范围。如果考虑电池衰减率的控制因素，我们认为这种混合结构更好。

……

第三个需要考虑的因素是均衡效应。通过先串联后并联，我们可以知道每个单体的功能状态，这样可以充分发挥效果。充分发挥电池组的最大可用容量，充分利用电池，通过电池维护维护模块功能。无论是控制还是平衡，这都是最好的方式，最好使其模块化，这是标准的，并且模块可以串联。

我们在1997年开始了一些BMS方面的工作，现在已经基本成熟。现在根据整车的要求开发车辆。基本上，日本、美国和韩国在国外做了一些研究，有些事情做得很好。这些是中国的一些主要电池工厂，以及电源制造商，可能主要由比亚迪自己所有，还有哈冠拓。SOC是电池的另一项关键技术，它是十年前研究的。到目前为止，介绍很多，真正进入行业实际应用时，大多还停留在原来的状态。最近，已经取得了一些进展。乐观估计，完全工业化应用，可以非常准确。看看一些摘要。实际上，以前的开环方法主要有安时积分法、开路电压法、交流阻抗谱法和直流内阻法。闭环方法计算复杂，可靠性差。

建立模型，根据误差进行校正，并根据SOC曲线进行校正。仔细分析了影响。BMS电压和电流的采样精度，通过系统测量噪声对SOC估计精度的仿真分析，估计误差保持在5%以内，BMS电压检测误差控制在5mV以内，这对于检测芯片来说并不难实现。事实上，5mV能否在现场车辆应用中实现，需要精心设计和保证。

关于电池模型参数的误差，简单电池模型RpCp模型的结论如下：这些模型参数包括内阻Ro和RP、极化电容CP、电池容量Q、电池OCV-SOC曲线等。内阻误差对电池SOC的估计精度影响最大，并且实际的电池内阻误差可以达到大约20%。由于COS估计误差大于5%，在大流量放电的情况下，误差甚至更大。极化电容Cp只影响电池SOC的瞬态误差，稳态误差不受其影响。电池容量Q和电池衰减Q一定有影响，误差仍然很小，可以忽略。电池衰减从100%Q降低到80%Q，并且可以保证SOC在没有校正的情况下实现高精度。锂电池的OCV-SOC曲线也会因老化而发生变化，这些误差会导致SOC估计误差超过5%。及时修正OCV-SOC曲线可以获得更高的精度。最后，测试结果表明，无论电池如何衰减，OCV-SOC曲线的精度仍然可以保证非常高，无论它在这个范围内如何衰减，无论它如何变化，SOC误差都可以保证在5%以内。进行功能测试。如果低于80%Q，则SOC问题得到解决。

我们使用三种类型的观测器：PI、Hoo和EKF。PI是最好的，不仅计算简单，而且在噪声抑制方面也最强。全生命周期高精度SOC估计的工程应用解决方案。Q和极化电容Cp很容易估计SOC，并且通过实时控制，SOC具有更高的精度。

我们也在加快充电技术的优化。充电使用两阶段模型，而不是第一阶段模型，并获得了一种方法。通过优化和控制极化电压，可以获得快速充电的效果。电池、锰电池和三元系统的极化电压特性几乎相同。我们主要是这样做的，可以得到类似的曲线。通过限制极化电压，可以得到充电电流的边界曲线。考虑到SOC曲线的特性和变化特性，我们可以找到一条长寿命的充电电流曲线，这样我们就可以将每个点与之前的点连接起来，得到边界曲线。最终的验证结果，33.6分钟，当然可以更快，现在没有那么大，在30分钟内，可以从2%到80%。0.5C72分钟、1C126分钟。

我们进行了400次循环，在0.5C的恒定电流和恒定电压下充电，衰减率为……

14%. 我们设计了2.02%。通过同样的方法，我们优化了1.4小时的充电，可以更快地充电，延长使用寿命。

平衡控制与下降轨迹有关。唯一能平衡我们电池的是将所有电池的SOC永远保持在同一范围内，这样电池的利用率最高。如果电池容量不同，就无法通过平衡来解决，所以我们只能控制SOC。在不同的衰退条件下，控制策略并不相同。从结论来看，均衡前后的充电曲线可以看出，均衡后明显好多了，充电后的SOC分别为均衡前92.2%、均衡后96.6%、均衡前2.3%和均衡后3.6%。单次4%并不算大，但2000次4%的容量很大。单个电池为0至100%，重组后为5%至95%。如果它很好地平衡，它将总是5%到95%，大约90%。如果做得不好，它将保持在10%到90%，也许是80%。

简要介绍一下我们正在做的一些工作。随着大数据技术的发展，电池容量越来越大，因此我们可以提取历史数据并预测电池。经过剩余的预测，现在实验室里生产的所有电池都不可靠了。实验室得出的结论是，如果电池在某个时间点发生衰变，如果受到干扰因素的影响，包括温度、突然电流或泄漏，电流控制就完全失控，这个问题就通过大数据解决了。动力电池重组的优化技术取得了一些进展，但尚未完全完成。低温快速供暖和保温技术，在北京等地的冬季仍存在一些问题。如何在低温下使用加热方法，而不是外部空调，效率太低。通过在里面添加一些东西，可以控制电流使其变热。动力电池和电力电子深度集成的柔性集群技术有望得到很好的应用，并且有柔性的中流传输，这是最具成本效益的方法。

最后，一些应用的一些结论很简单。这是一种电池，我们正在奥运会和世博会上进行测试。根据结论，按照目前的价格，汽车电池的成本可以降低15%。通过储能的应用，出现了一些新的方法，安全性不是问题。最大的问题是如何在拆卸后重新组装。仅仅去除15%并重新组织是不够的。如何获得用于储能的电池是一个大问题。没有其他问题。得出的结论是，根据现有电价，将汽车电池成本降低15%。

我的报告到此为止，谢谢！

主持人（王芳）：信息中可能有遗漏，我们再来看一看。时间到了，让我们到此为止。让我们开始下一个报告，因为我刚刚在报告中提到，电池管理系统是一个非常重要的电池组件。因为电池系统的设计是好是坏，有些是电池本身的性能，所以管理系统起着非常重要的作用。所以今天，我们邀请北京交通大学电气工程学院院长蒋久春教授为大家做一个关于新能源汽车电池管理系统的报告，包括北京奥运会、上海世博会等等，蒋老师有很多经验和技术意见。

蒋久春，北京交通大学电气工程学院院长

蒋久春：我很高兴给你做报告。本文主要介绍了新能源汽车的电池管理系统。新能源汽车的电池管理系统可能在几年后就不再被提及了，因为技术已经成熟。让我们来谈谈本次电池管理系统研究的具体情况。

简单看一下电池管理系统的作用，参与车辆调度，直接决定整个电池的使用寿命。在这方面，电动汽车的一个非常重要的部分是核心技术电池管理系统，已经发表了14项专利，这些专利都与这个问题有关。所有的手机都有一个电池管理系统，这只是一个单独的电池。如果数百个串联和并联，问题就会变得更加复杂。基本上，只需看看需要什么，例如整体方案设计、电池筛选和优化、电话模拟、状态预测、热场分析、安全检测和生命周期分析。系统设计越复杂，使用寿命就越长，但价格是否可以接受，这是一个需要考虑的折衷方案。

通过动力电池管理系统的方案设计、电池的模块化分组方法和电池的在线状态评估，实现了动力电池系统的安全、高效、可靠运行，延长了电池的使用寿命，提高了电池的服务效率。

我们正在做的关键技术已经在上面提到的九个方面进行了设计，主要集中在肚脐的一些进展上。常用的电池连接方式包括串联、先并联后串联、先串联后并联以及混合串并联结构。使用了大量先并行后串行的方法。串联后并联储能也被广泛使用，并且有混合串联结构。哪种方式是好的，稍后会给出结论。

电池模块化设计，北京电动环卫车，4和30串50Ah电池组，2和96串Leaf纯电动汽车，3和96串Volt增程电动汽车，以满足用户续航里程的需求，使其模块化，便于分布式管理和控制，并用于分布式维护。电池从汽车中取出后，如何重新使用？如果模块化，效果会更好。现在宝马正在做这件事，I3电池被淘汰并取下后是否可以用作储能。如果你把它作为一个垫子作为一个整体来做，它基本上是没有实现的，做成了一个模块，拆卸后可以重复使用。

这些是关于串并联结构的一些优化方法。我们认为将混合动力串联和并联模块化更好。

此外，在混合串并联的情况下，串联环节的并联部件采用先串联后并联的方法，便于电流预测。通过结合模块电流复合模式和电池热膜的散热条件，我们可以区分每个电池的衰变路径是什么，并确切地知道每个电池的状态是什么。在串联配置下，影响下降轨迹的最大因素是其温度场不一致，而并联情况并非如此，并且平行的温度场基本上是相同的。然而，并行的高端和低端之间的电流差将导致不同的衰落路径。电池的表面特性完全不同。也许最初的范围，每个人都可以从5%到95%，而衰退的路径不同，所以我们被迫缩小范围。如果考虑电池衰减率的控制因素，我们认为这种混合结构更好。

……

第三个需要考虑的因素是均衡效应。通过先串联后并联，我们可以知道每个单体的功能状态，这样可以充分发挥效果。充分发挥电池组的最大可用容量，充分利用电池，通过电池维护维护模块功能。无论是控制还是平衡，这都是最好的方式，最好使其模块化，这是标准的，并且模块可以串联。

我们在1997年开始了一些BMS方面的工作，现在已经基本成熟。现在根据整车的要求开发车辆。基本上，日本、美国和韩国在国外做了一些研究，有些事情做得很好。这些是中国的一些主要电池工厂，以及电源制造商，可能主要由比亚迪自己所有，还有哈冠拓。SOC是电池的另一项关键技术，它是十年前研究的。到目前为止，介绍很多，真正进入行业实际应用时，大多还停留在原来的状态。最近，已经取得了一些进展。乐观估计，完全工业化应用，可以非常准确。看看一些摘要。实际上，以前的开环方法主要有安时积分法、开路电压法、交流阻抗谱法和直流内阻法。闭环方法计算复杂，可靠性差。

建立模型，根据误差进行校正，并根据SOC曲线进行校正。仔细分析了影响。BMS电压和电流的采样精度，通过系统测量噪声对SOC估计精度的仿真分析，估计误差保持在5%以内，BMS电压检测误差控制在5mV以内，这对于检测芯片来说并不难实现。事实上，5mV能否在现场车辆应用中实现，需要精心设计和保证。

关于电池模型参数的误差，简单电池模型RpCp模型的结论如下：这些模型参数包括内阻Ro和RP、极化电容CP、电池容量Q、电池OCV-SOC曲线等。内阻误差对电池SOC的估计精度影响最大，并且实际的电池内阻误差可以达到大约20%。由于COS估计误差大于5%，在大流量放电的情况下，误差甚至更大。极化电容Cp只影响电池SOC的瞬态误差，稳态误差不受其影响。电池容量Q和电池衰减Q一定有影响，误差仍然很小，可以忽略。电池衰减从100%Q降低到80%Q，并且可以保证SOC在没有校正的情况下实现高精度。锂电池的OCV-SOC曲线也会因老化而发生变化，这些误差会导致SOC估计误差超过5%。及时修正OCV-SOC曲线可以获得更高的精度。最后，测试结果表明，无论电池如何衰减，OCV-SOC曲线的精度仍然可以保证非常高，无论它在这个范围内如何衰减，无论它如何变化，SOC误差都可以保证在5%以内。进行功能测试。如果低于80%Q，则SOC问题得到解决。

我们使用三种类型的观测器：PI、Hoo和EKF。PI是最好的，不仅计算简单，而且在噪声抑制方面也最强。全生命周期高精度SOC估计的工程应用解决方案。Q和极化电容Cp很容易估计SOC，并且通过实时控制，SOC具有更高的精度。

我们也在加快充电技术的优化。充电使用两阶段模型，而不是第一阶段模型，并获得了一种方法。通过优化和控制极化电压，可以获得快速充电的效果。电池、锰电池和三元系统的极化电压特性几乎相同。我们主要是这样做的，可以得到类似的曲线。通过限制极化电压，可以得到充电电流的边界曲线。考虑到SOC曲线的特性和变化特性，我们可以找到一条长寿命的充电电流曲线，这样我们就可以将每个点与之前的点连接起来，得到边界曲线。最终的验证结果，33.6分钟，当然可以更快，现在没有那么大，在30分钟内，可以从2%到80%。0.5C72分钟、1C126分钟。

我们进行了400次循环，在0.5C的恒定电流和恒定电压下充电，衰减率为……

.14%。我们设计了2.02%。通过同样的方法，我们优化了1.4小时的充电，可以更快地充电，延长使用寿命。

平衡控制与下降轨迹有关。唯一能平衡我们电池的是将所有电池的SOC永远保持在同一范围内，这样电池的利用率最高。如果电池容量不同，就无法通过平衡来解决，所以我们只能控制SOC。在不同的衰退条件下，控制策略并不相同。从结论来看，均衡前后的充电曲线可以看出，均衡后明显好多了，充电后的SOC分别为均衡前92.2%、均衡后96.6%、均衡前2.3%和均衡后3.6%。单次4%并不算大，但2000次4%的容量很大。单个电池为0至100%，重组后为5%至95%。如果它很好地平衡，它将总是5%到95%，大约90%。如果做得不好，它将保持在10%到90%，也许是80%。

简要介绍一下我们正在做的一些工作。随着大数据技术的发展，电池容量越来越大，因此我们可以提取历史数据并预测电池。经过剩余的预测，现在实验室里生产的所有电池都不可靠了。实验室得出的结论是，如果电池在某个时间点发生衰变，如果受到干扰因素的影响，包括温度、突然电流或泄漏，电流控制就完全失控，这个问题就通过大数据解决了。动力电池重组的优化技术取得了一些进展，但尚未完全完成。低温快速供暖和保温技术，在北京等地的冬季仍存在一些问题。如何在低温下使用加热方法，而不是外部空调，效率太低。通过在里面添加一些东西，可以控制电流使其变热。动力电池和电力电子深度集成的柔性集群技术有望得到很好的应用，并且有柔性的中流传输，这是最具成本效益的方法。

最后，一些应用的一些结论很简单。这是一种电池，我们正在奥运会和世博会上进行测试。根据结论，按照目前的价格，汽车电池的成本可以降低15%。通过储能的应用，出现了一些新的方法，安全性不是问题。最大的问题是如何在拆卸后重新组装。仅仅去除15%并重新组织是不够的。如何获得用于储能的电池是一个大问题。没有其他问题。得出的结论是，根据现有电价，将汽车电池成本降低15%。

我的报告到此为止，谢谢！

标签：北京宝马比亚迪

汽车资讯热门资讯