哈爾濱冠拓電源設備有限公司總工程師方英民：大家下午好!我向大家介紹的題目是動力鋰電池成組管理與均衡。分這么幾個方面;一個是電動汽車關鍵問題闡述;第二是管理系統與電池成組;第三是均衡管理技術淺析;第四是案例分析。電動汽車關鍵問題闡述，新能源汽車路在何方?根據現在2011已經過去了，是降溫也好，大家也感到困惑也好，這個問題我提出這樣的說法。隨著新能源時代快速到來，新能源汽車如一股清晰氣息鋪面而來，似一顆新能源舞臺的耀眼新星，21世紀初新生兒何時盡早進入平常百姓家!令人喜憂參半的是新能源汽車總像是霧里看花在人們熱盼中像不斷開著各種玩笑的孩子姍姍來遲!結癥究竟何在?動力鋰離子電池成組應用始終差強人意，請業界十分痛苦。電池做好了，成組應用不行，原因何在?這個是電池廠專家們都深有體會的問題，究其原因，多數專家學者認為，電池內在質量，電芯內在質量和生產工藝水平、電芯充放電的遵環壽命以及電芯批量一致性是解決問題的關鍵。為此電池生產廠不斷自查問題，不斷提高生產電芯的工藝水平。今年9月國家電池檢測中心王子冬主任在杭州舉辦的電池沙龍中介紹說，電芯單體循環壽命即便做到千次以上，但是只要電池一成組，檢測結果循環壽命大多會銳減成單體時一半或更低，這已經成為事實，難以滿足新能源汽車使用要求，這就有了新能源汽車究竟路在何方的多方發問。
第二個管理系統與電池成組。問題關鍵到底在哪?我在這里面提出電池的成組關鍵，電池在成組應用時，因電池組中單體電池相對不一致，從而導致電池組中某一只單體電池過充或過放等原因率先失效，形成多米諾效應。致使電池組綜合性能下降和電池組被超限使用，嚴重影響了電池組安全和使用壽命。下面又說了要客觀的評價動力鋰離子電池，事實上國內外大批的專家學者在動力鋰離子材料和安全方面投入大量的精力、物力和財力，客觀的說近年來，我國動力鋰離子電池性能在內在質量和產品工藝方面都有長足進步，這是不可爭議的事實，雖然我國動力鋰離子電池性能與國外有一定差距，但是沒有人們想的那么差，我國電池行業初步具備了在新能源汽車，特別在混合動力汽車上應用基礎，由此大膽并肯定的說影響我國發展新能源汽車產業化的技術關鍵是電池成組技術，以及與之配套的電池零配件。
電池成組應用，電池管理系統是關鍵。管理系統的管理原則我這里講限兩頭，帶中間，自動均衡。大家知道一下就可以了。對電池管理系統認識不足，會導致嚴重的后果，分三個問題講，第一，電池管理系統認識嚴重不足和目前業界電池管理系統生產企業的錯誤管理方向及做法。部分電池廠和車廠認為電池管理系統在新能源車中所占比重性不顧產品質量，盲目壓低電池管理系統價格，有人甚至把管理系統僅當作監視器用，認為其無足輕重，可有可無，直接影響了新能源汽車產業快速發展，盲目壓低是有問題的，管理系統你去想，真正電池的壽命跟管理系統是密切相關的，如果電池管理系統按照剛才王主任的說法，如果在這個問題上我們把單體電池成組以后應用使它的壽命得到它的還原這種性價比發展會轉化。另外國內發展電池緩慢的重要原因是缺少電池廠和整車廠的支持。
這是一個圖，這個圖主要是講管理系統不能簡單的等同于電池監測系統，中間綠色部分是作為BMS組核心部分，以及整車控制器的配合，沒有這個配合管理系統單兵作戰是不能把電池管好的，要使兩頭的控制達到最佳，怎么把它管得最優?這里面只是想說不是簡單的監測，有人連簡單監測都做不到，管理系統只是把安全做好就行，其實不是，你做到這只是安全一方面而已。我就挑一些重點來說說，關于鋰電池充完電的特性對動力電池安全性的影響，我就不細說了。電池生產工藝影響電池壽命的主要因素有幾個方面，這些也是電池廠做單體電池時候所遇到的具體問題，關鍵的東西是在電池內部短路，這是大家最關心的，這個直接影響到電池安全性，這個問題我也跟多家電池廠專家探討過，基本上認為極少有這種情況，而且即使出現也不會造成大的損害，所在這個問題上，單體電池剛才孫秘書長也提到這個問題，單體電池一般來講還不至于。
下面我要講的是拐點的哲學。這里有一個圖，國內某知名廠商，鋰離子電池在充完電后期，充電或者放電85—95%的電量特性曲線，拐點現象由此形成，電池廠都是十分清楚的，這是動力鋰子電池本身特性時代。當然隨著電池本身的溫度、應用環境溫度不同，以及充放電電流深度等因素都會影響到拐點的形態。這是拿鐵鋰電池說的，3.2伏是平臺，真正拐點的時候根本不是3.65伏，其實早就已經開始了。放電也是如此。它不是在2.5伏，這時候是對電池最有利的，有人說我電池做的好，肯定是受壽命影響，我們講的飆升電壓和你全充全放這之間的關系，我就不詳細說了。
大量數據表明，拐點現象是不可避免的，只是常溫下或者適度的放電倍率如0.3C，或不高于1C的情況下電池特性會有較佳的表現。相對電池循環壽命會長很多，隨著電池技術發展，我們希望于往電池拐點的技術突破，這是關于拐點的說法。
我做一個小結，電池管理系統是電動汽車的關鍵零部件，這個說法能不能得到認同?新能源汽車主要構成分兩大部分，一個是車體及動力總成，還有一個是動力鋰離子電池。動力鋰離子電池在電動汽車中無論從重要性和經濟性都占一半左右份量的。但是電池不能簡單成組應用，必須要通過電池管理系統協調管理才能應用在電動車上，管理系統作用似二者之間紐帶一樣不可或缺。新能源汽車關鍵構成主要是三大部分：電池管理系統，電動汽車車體及動力總成，動力鋰離子電池。現在大家知道了管理系統的作用。如果說動力鋰離子電池是電動汽車重要零部件，而把電池管理系統定位電動汽車關鍵零部件此說法絕不為過。
電池均衡管理技術是新話題也是老話題，03年作者在電池工業雜志第六期登在動力鋰離子電池，成為國內第一篇關于均衡技術在雜志上發表，率先領導研發團隊在黑龍江省和深圳兩家動力電池廠家以及大連一家新興電動車廠家，采用有源點對點雙向均衡方式進行電池管理系統相關實驗，實踐證明均衡卻有效果，但隨之帶來后果也是很嚴重的，成組電池幾乎多數損壞。其實這個事起因于電池充成組的一致性，因為組內電池電池材料及工藝等因素，電池內阻很難做到一致等原因。這是目前所謂均衡帶來的問題和一些想法。均衡能修復性能劣化的電池組，往往有人說在修復，其實不是這樣，只能減緩。第二，用均衡系統替代電池分選系統，均衡系統只能符合成組要求的電池組上工作。還有關于電池并聯，它會產生什么東西，大電池和小電池，軟包和硬塑這些東西，我就不詳細說了。均衡系統把原本不一致的電池組變一致，也是想用管理系統來實現，原來沒搞好，這是最笨的說法，如果電池做不好，你靠管理系統做這個事，我覺得你還是研究你的電池吧，不然靠這種方法你是害人害已，你將來會吃更大虧。電池廠把電池做好，然后通過管理系統實現對你電池均衡性長期的維持，這是最重要的。這個問題我就不展開了。鼓勵全充全放式滿負荷應用，以均衡手段達到動力鋰離子電池應用最大化。電池和其他的用電不完全相同，但你不能把這個東西百分之百充滿百分之百放光，這種用法極不科學，對電池損傷很大，但是往往電池廠不說，管理系統廠家往往采用這種方式，把你電池搞光再充滿，其實并不好。高壓分流是常見的一種方式。組內單體電池點對點單充補電的方式，都是通過電子線路均衡管理的方式，實際不是說做不到，表象看能做到，但是對電池不好。常見的均衡技術我不說了，大家都很清楚。我強調的是內均衡，對串聯電池組通過調解充電電流使組內各單體電池荷電量基本一致的一種充電技術。
拿兩只電池做比喻，最后通過內均衡方式充電最后達到百分之百的一致性。內均衡技術評價，不需要SOC估算，算法簡單。如果你開始沒整好你去給車廠把電池提供出來，這需要長時間，但是也能做到，但是原則上不好，輕易不要這么干!還是電池廠要把好自己的關。最后是案例分析，一個是香河的事大家也都很清楚，具體的車采用這種方式，還有長安的一個車，包括德國的一艘船上也是用這種方式。
電池管理系統是動力鋰離子電池成組應用不可或缺一部分。均衡管理技術正確應用才能使電池管理系統發揮關鍵作用。內均衡方式最為符動力鋰離子電池成組特性。經過對電池管理系統中均衡管理模式認真比對，不難看出簡便實用均衡方式最為符合電池組的成組特性，實踐證明內均衡方式省去了繁雜且違背電池特性錯誤做法。為動力鋰離子電池在新能源汽車產業化應用鋪平了道路，我們相信新能源汽車會勇往直前，通向那條充滿希望的金光大道。
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