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自新能源汽車走入大眾生活以來(lái),發(fā)生起火和自燃事件是屢見(jiàn)不鮮,每次事故都備受市場(chǎng)關(guān)注。近期特斯拉、蔚來(lái)、榮威、比亞迪4大品牌的新能源電動(dòng)車先后發(fā)生起火事件。這一方面體現(xiàn)了大家對(duì)新能源汽車的關(guān)注度非常高,對(duì)發(fā)展新能源汽車寄予了厚望,是一件好事;但與此同時(shí),新能源汽車發(fā)展中的任何瑕疵也都暴露無(wú)遺,可謂“動(dòng)一發(fā)而牽全身”。并不是只有新能源汽車會(huì)因事故碰撞導(dǎo)致燃燒,傳統(tǒng)燃油車也一樣會(huì)燃燒。根據(jù)美國(guó)消防局的數(shù)據(jù),美國(guó)公路上每年大約有19.4萬(wàn)輛汽車著火,64%始于引擎區(qū)域,每年大約有300人在汽車起火事件中死亡,另有1250人受傷,多數(shù)起火的汽車都是燃油車。
所以說(shuō),新能源汽車電池因事故起火不是最要命的,就像傳統(tǒng)燃油車發(fā)生事故會(huì)導(dǎo)致車輛燃燒一樣,這并非車輛本身的技術(shù)、質(zhì)量等問(wèn)題造成的,而是涉事動(dòng)力電池企業(yè)和電動(dòng)車企,不重視安全,為了降低成本,對(duì)電芯品控不嚴(yán)、BMS設(shè)計(jì)要求太低、沒(méi)有對(duì)動(dòng)力電池包足夠的安全設(shè)計(jì)保護(hù)等,是可以控制的。不過(guò)在眾多的起火事件中,我們需要認(rèn)真分析,有區(qū)別的對(duì)待問(wèn)題,分析新能源汽車起火的原因,確定電池安全的影響因素。電動(dòng)汽車自燃事故之所以廣受關(guān)注并且容易造成恐慌的最重要原因,就是沒(méi)能認(rèn)真分析,并找出根本原因向大眾公布。
新能源汽車著火原因非常復(fù)雜,可以歸納總結(jié)主要集中在兩個(gè)方面:一、車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)行中,重大碰撞事故導(dǎo)致電池起火,這方面問(wèn)題燃油車也難以避免,市場(chǎng)不應(yīng)該過(guò)度地去解讀電池質(zhì)量、安全等問(wèn)題,而是需要更多地關(guān)注車輛被動(dòng)安全中對(duì)車主生命的保障能力;二、車輛靜態(tài)放置下,由于電池系統(tǒng)管理不完善、通訊不兼容、與充電設(shè)備通訊障礙導(dǎo)致的電池過(guò)充、短路、漏液等問(wèn)題不能提前監(jiān)控、報(bào)警,從而引起熱失控、自燃、起火等問(wèn)題,這方面是需要電池、BMS、Pack、整車、充電樁等多方共同合作來(lái)完成的,各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)合作,通過(guò)電池管理系統(tǒng)(BMS)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池安全的被動(dòng)安全管理。
如何不斷提升新能源汽車安全性,需要電池企業(yè)、BMS企業(yè)、Pack企業(yè)、新能源整車企業(yè)、充電設(shè)備企業(yè)的協(xié)同。很多電池企業(yè)對(duì)電池的化學(xué)性能非常了解,Pack和整車企業(yè)對(duì)電子、通訊、集成技術(shù)比較了解,充電設(shè)備企業(yè)對(duì)電力、電控、數(shù)據(jù)監(jiān)控等技術(shù)比較擅長(zhǎng),但發(fā)展新能源汽車是需要對(duì)電化學(xué)、電力、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)進(jìn)行最優(yōu)化的集成。
而目前的現(xiàn)狀卻是針對(duì)不同車企的不同需求,電池Pack企業(yè)為車企提供適合車企能量要求、循環(huán)壽命要求、經(jīng)濟(jì)性要求的電池包,充電設(shè)備企業(yè)為車企提供符合車企充電電壓、電流、功率、計(jì)費(fèi)等需求的充電設(shè)備,都被簡(jiǎn)單視為新能源汽車的一個(gè)零部件。充電設(shè)備企業(yè)與電池BMS企業(yè)基本是隔離狀態(tài),平時(shí)更是少有來(lái)往。BMS企業(yè)基本上只要滿足PACK企業(yè)技術(shù)要求就萬(wàn)事大吉,很少能做到與電池PACK企業(yè)、整車企業(yè)的同步溝通。目前“BMS企業(yè)-電池企業(yè)-Pack企業(yè)-整車企業(yè)-充電設(shè)備企業(yè)”五者之間的溝通不足,共同的合作開(kāi)發(fā)也相對(duì)零碎,停留在部分環(huán)節(jié)之間,這就大大增加了整個(gè)系統(tǒng)集成而帶來(lái)的安全隱患。
電池管理系統(tǒng)(BMS)在整個(gè)系統(tǒng)集成中起到非常重要的作用。
例如在新能源汽車安全性問(wèn)題中,最易發(fā)生問(wèn)題的充電環(huán)節(jié)。由于電壓、電流過(guò)高,或電池過(guò)充等導(dǎo)致電池?zé)崾Э貜亩l(fā)燃燒,所以通過(guò)CAN通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)充電設(shè)備與電池管理系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)通訊是非常重要的。電池管理系統(tǒng)與充電機(jī)之間沒(méi)有能夠形成很好協(xié)調(diào),導(dǎo)致了電池管理系統(tǒng)形同虛設(shè),充電機(jī)在接收電池相關(guān)數(shù)據(jù)不全面時(shí)未能終止充電。而電動(dòng)知家發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)充電數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)也只是視為一個(gè)簡(jiǎn)單的車輛充電次數(shù)、行駛里程等簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)的收集系統(tǒng),還很難做到歷史數(shù)據(jù)分析、車輛充電安全預(yù)警等功能。
再如電動(dòng)汽車的電池pack設(shè)計(jì)也很重要,必須要保證鋰電池pack的散熱設(shè)計(jì)的安全性和可靠性,而且電池管理系統(tǒng)(bms)對(duì)電池過(guò)熱的監(jiān)測(cè)一定要到位,因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō),鋰電池pack出現(xiàn)安全問(wèn)題表現(xiàn)為燃燒甚至爆炸,出現(xiàn)這些問(wèn)題的根源在于電池內(nèi)部的熱失控,除此之外,一些外部因素,如過(guò)充、火源、擠壓、穿刺、短路等問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致電池起火爆炸。一旦電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象,BMS首先要能夠精準(zhǔn)的檢測(cè)出來(lái),識(shí)別出具體是哪個(gè)電芯模塊發(fā)生了熱失控,然后它會(huì)馬上做兩件事:第一,強(qiáng)制啟動(dòng)液冷系統(tǒng),以降低熱失控蔓延速度,延緩爆發(fā)時(shí)間;第二,跟整車系統(tǒng)配合,通知乘客趕緊逃離。但遺憾的是,目前國(guó)內(nèi)的BMS都還處于初級(jí)階段,只具備一些基礎(chǔ)功能,如顯示電壓電流,對(duì)充電放電進(jìn)行管理等等。很多廠家推出的BMS其實(shí)都還沒(méi)有真正的熱失控管理功能?!?/span>
如果把電池包比作一個(gè)有機(jī)生命,模塊化集成的電芯相當(dāng)于這個(gè)有機(jī)生命的“身體”,直接為電動(dòng)車提供驅(qū)動(dòng)電能;而作為管理系統(tǒng)的BMS則相當(dāng)于“大腦”,它的作用是實(shí)時(shí)估測(cè)電池的荷電狀態(tài),檢測(cè)電池使用狀態(tài),并對(duì)電池該如何發(fā)揮作用進(jìn)行直接管控。除此之外,它還要跟整車系統(tǒng)、充電樁進(jìn)行信息交換。每一個(gè)電芯,都有不同的“體質(zhì)”。具體表現(xiàn)在如內(nèi)阻、自放電率、衰減率、極化等專業(yè)參數(shù)上。雖然,專業(yè)的技術(shù)人員,都會(huì)對(duì)電池的“體質(zhì)”進(jìn)行分組,以減小單體之間的差異,但是電池的“體質(zhì)”和人一樣,會(huì)隨使用時(shí)間,出現(xiàn)變化。質(zhì)量好的電芯,“體質(zhì)”差異相對(duì)小,要做到這一點(diǎn),選用材料一致性要好,生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平要高,品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要高,由此成本也高。反之,質(zhì)量差的電芯,成本低,個(gè)體差異大,就有很大的安全隱患。比如在充電過(guò)程中,個(gè)別電芯發(fā)生過(guò)熱著火。但電芯永遠(yuǎn)不可能完全一致,此時(shí)需要BMS介入,負(fù)責(zé)電池的管理策略。BMS對(duì)電池管理之前,首先要掌握電池的信息,這只有通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō),傳感器越多,傳感器的精度越高,反饋的數(shù)據(jù)越全面,BMS對(duì)電池的判斷則會(huì)越準(zhǔn)確。但是,相應(yīng)的,成本也就越高。充電過(guò)程中,電芯、BMS、傳感器,三個(gè)環(huán)節(jié)配合不好,自燃就有可能發(fā)生。
電池管理系統(tǒng)(BMS)的重要性不言而喻,然而不管是車企、電池PACK企業(yè)、充電設(shè)備企業(yè)、BMS企業(yè),相關(guān)工程技術(shù)人員對(duì)BMS的認(rèn)識(shí)卻并不透徹。這就給后期產(chǎn)品系統(tǒng)集成帶來(lái)了困難。BMS開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)全面的工程,需要掌握的知識(shí)非常廣,要懂得軟件、硬件、結(jié)構(gòu)等,要懂車、電池、充電等,還要知道ISO26262,autosar。
如何成為一名優(yōu)秀的新能源汽車工程師?那你必須對(duì)BMS有更深刻系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)。至少需要了解九大方面的內(nèi)容,新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理、動(dòng)力電池基礎(chǔ)、IS026262功能安全標(biāo)準(zhǔn)、控制策略開(kāi)發(fā)與MATLAB應(yīng)用、AUTOSAR汽車開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)、電池建模及狀態(tài)估計(jì)算法、動(dòng)力電池?zé)峁芾?/span>技術(shù)、電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)、動(dòng)力電池測(cè)試與驗(yàn)證等。
1、新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理
新能源汽車與電動(dòng)汽車如何定義?新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、新能源汽車高壓系統(tǒng)、新能源汽車附件在整車當(dāng)中的位置及作用?
2、動(dòng)力電池基礎(chǔ)
開(kāi)發(fā)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)需要了解電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、主要性能參數(shù)(例如額定電壓、額定功率、能量密度、功率密度等)及測(cè)試方法、電池基本特性(溫度特性、放電特性等)及分析方法。
3、IS026262功能安全標(biāo)準(zhǔn)
隨著電子電氣系統(tǒng)越來(lái)越集成和復(fù)雜,其安全性也越發(fā)顯得重要。因此,對(duì)功能安全的考慮應(yīng)該深入工程師的設(shè)計(jì)思維。而ISO 26262正是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織專門針對(duì)汽車電子電氣系統(tǒng)制定的功能安全標(biāo)準(zhǔn),目前已經(jīng)在汽車行業(yè)廣泛推行。
4、控制策略開(kāi)發(fā)與MATLAB應(yīng)用
控制策略開(kāi)發(fā)的流程、規(guī)范及所需用到軟件工具、功能模塊。MATLAB/Simulink在汽車控制策略開(kāi)發(fā)中的實(shí)際應(yīng)用,以及建模規(guī)范(MAAB)。
5、AUTOSAR汽車開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
AUTOSAR,即汽車開(kāi)發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)(Automotive Open System Architecture),是一套支持分布式的、功能驅(qū)動(dòng)的汽車電子軟件開(kāi)發(fā)方法和電子控制單元上的軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方案,目前AUTOSAR聯(lián)盟已經(jīng)包括寶馬、大眾、福特、豐田、BOSCH、大陸集團(tuán)等眾多汽車企業(yè)、汽車電子企業(yè)等。
6、電池建模及狀態(tài)估計(jì)算法
動(dòng)力電池的很多參數(shù)具有非線性的特點(diǎn),給電池的狀態(tài)評(píng)估和建模帶來(lái)了極高的挑戰(zhàn),也因此成為動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的核心工作內(nèi)容之一。
7、動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
在動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中,電池的熱特性是重要的考慮因素之一,因此需要通過(guò)研究電池的熱特性進(jìn)而在管理系統(tǒng)中搭建熱管理模塊。
8、電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)
電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作包括硬件(電池均衡、高壓采樣、絕緣檢測(cè)等)、軟件(系統(tǒng)算法、故障診斷等)的設(shè)計(jì),需要考慮功能性和安全性。
9、動(dòng)力電池測(cè)試與驗(yàn)證
測(cè)試和驗(yàn)證是動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作的重要一環(huán),在崗位中需要熟悉動(dòng)力電池的測(cè)試驗(yàn)證要求、標(biāo)準(zhǔn),能夠制定測(cè)試計(jì)劃,并通過(guò)測(cè)試分析來(lái)改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
不管你是整車廠、電池PACK廠或是第三方BMS企業(yè)人員,不管你是做軟件、硬件、測(cè)試、技術(shù)、項(xiàng)目、質(zhì)量、售后等崗位,如果你想要拿到那令人羨慕的年薪,你需要掌握的知識(shí)不只是你現(xiàn)在做的事情就夠的,還要對(duì)BMS有個(gè)全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。
如果你是準(zhǔn)備就業(yè)的學(xué)生,或者已經(jīng)就業(yè)一段時(shí)間的在職人員,想轉(zhuǎn)行到新能源汽車行業(yè),做BMS或許是非常不錯(cuò)的選擇,如何做到先人一步呢?當(dāng)然,你需要對(duì)BMS做一個(gè)系統(tǒng)全面的學(xué)習(xí)。
為了讓行業(yè)從業(yè)成為一個(gè)行業(yè)專家,新加入BMS行業(yè)者奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),電動(dòng)知家攜手清華大學(xué)蘇州汽車研究院重點(diǎn)打造的汽車新技術(shù)領(lǐng)域職業(yè)教育企業(yè)-清研車聯(lián),為您帶來(lái)“新能源汽車BMS開(kāi)發(fā)工程師”微專業(yè)課程。對(duì)于以上知識(shí)將給你進(jìn)行最專業(yè)、最全面、最系統(tǒng)、最通俗易懂的講解。
一流名師帶隊(duì) 企業(yè)專家實(shí)戰(zhàn)
多樣化學(xué)習(xí)形式 保障學(xué)習(xí)效果
專業(yè)課程+項(xiàng)目作業(yè)+社群互動(dòng)+直播答疑
優(yōu)于行業(yè)水平的一對(duì)一教學(xué)服務(wù)
作業(yè)批復(fù)+留言回答+隨堂練習(xí)+直播答疑+項(xiàng)目作業(yè)+結(jié)業(yè)證書(shū)
清華大學(xué)蘇州汽車研究院品牌背書(shū)
成微專業(yè)學(xué)習(xí)并通過(guò)考核后,將頒發(fā)清華大學(xué)蘇州汽車研究院認(rèn)證的實(shí)名制證書(shū),證書(shū)支持在線查詢與驗(yàn)證。
2-4個(gè)月打下行業(yè)專家基礎(chǔ),挑戰(zhàn)行業(yè)高新
2019年2月1日,工信部組織召開(kāi)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021年-2035年)》編制工作啟動(dòng)會(huì),為下一階段我國(guó)新能源汽車發(fā)展進(jìn)行頂層設(shè)計(jì),新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略地位再次確認(rèn)。快速發(fā)展的未來(lái)汽車市場(chǎng),200萬(wàn)新能源汽車行業(yè)崗位空缺;20-40萬(wàn)高額年薪;就等你來(lái)!
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