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深圳市超思維電子股份有限公司
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獨家專訪│超思維:高精度BMS領導者 動力電池BMS年產能超5萬套

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獨家專訪│超思維:高精度BMS領導者 動力電池BMS年產能超5萬套

  • 來源:中國電池網
  • 發布時間:2016-12-06
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獨家專訪│超思維:高精度BMS領導者 動力電池BMS年產能超5萬套

【概要描述】

  • 來源:中國電池網
  • 發布時間:2016-12-06 00:00
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詳情

        中國電池雜志-中國電池網12月5日訊(陳語 張倩 湖南長沙報道)新能源汽車產業已被提高到國家戰略的高度,國家發展新能源汽車的決心早已顯而易見。但消費者普遍對新能源汽車續航里程、性價比、安全等方面存在顧慮,讓電動汽車消費市場難以打開。

        作為銜接電池組、整車系統和電機的重要紐帶,電池管理系統(BMS)在保障動力電池安全和提高電池壽命方面具有無法替代的核心地位,吸引了越來越多的企業涉足。動力電池企業及整車企業也開始加速布局BMS領域,再加上專業的BMS企業也開始發力,未來市場競爭將更為激烈,具有核心技術優勢的企業將占據更大的市場份額。

        “高精度、品質穩定、功能安全將是未來BMS產品的核心技術亮點?!痹谇安痪门e辦的第4屆中國(湖南·寧鄉)鋰電新能源產業國際高峰論壇上,超思維電動汽車動力電池BMS事業部執行副總經理文藝做了BMS管理系統相關技術分享,他認為,“BMS是電動汽車的核心關鍵技術。如果BMS的SOC估算精度不準,易引起消費者使用體驗過程中的里程恐慌。此外,產品質量良莠不齊,某些BMS產品功能缺失,指標過低,從而埋下各類安全隱患?!?/span>

▲深圳市超思維電子股份有限公司外景圖

        超思維全稱為“深圳市超思維電子股份有限公司”,成立于2006年,定位“電池管理系統專家”,是一家以數碼鋰電池保護板、儲能電池管理系統(BMS)、動力電池管理系統(BMS)的研發、設計、生產、銷售及服務為主營業務的國家高新技術企業,是國內一流、行業領先、市場占有率高的電池管理系統解決方案提供商。2015年3月在全國中小企業股份轉讓系統掛牌上市,股票代碼為:832162。

        據悉,超思維每年將銷售額的5%以上用于研發投入,并設有可靠性試驗室以及產品鑒定測試中心。其擁有一支由博士,碩士和學士等高素質專業化人才組成的精英團隊,核心成員分別來自于行業內知名企業、電池廠商和各大主機廠,具備豐富的產品研發及調試經驗,可為客戶定制個性化的電池管理系統解決方案。在動力電池管理系統(BMS)領域,超思維掌握了多項核心關鍵技術,并已申請多項發明和實用新型專利。

 

▲超思維電動汽車動力電池BMS事業部執行副總經理文藝接受中國電池網采訪

        文藝博士在接受中國電池網(微號:mybattery)采訪時表示,目前超思維3C類鋰電池保護板日產能可達30萬片以上;電動工具、電動自行車等小動力鋰電池保護板日產能5000片以上;儲能鋰電池保護板日產能2000片;動力電池BMS管理系統年產能可達5萬套以上。另外,公司動力電池BMS采用“基于整定運算的擴展卡爾曼濾波算法”以及“基于試驗的快速參數辨識方法”方式的“高精度SOC估算”核心技術,簡化擴展卡爾曼濾波算法中的運算量,實現了高精度、低成本、短開發周期的電池管理單元(BMU)產品的技術創新。

        以下為采訪實錄:

        中國電池網:目前公司3C類鋰電池保護板、動力、儲能保護板及BMS管理系統的產能是多少?哪塊業務對公司業績貢獻大?

        文藝:超思維現有專業研發技術人員超過80余人,有多年的行業研發技術積累,并擁有17條標準自動化配置SMT生產線,制造能力強大。公司3C類鋰電池保護板日產能可達30萬片以上;電動工具、電動自行車等小動力鋰電池保護板日產能5000片以上,儲能鋰電池保護板日產能2000片;動力電池BMS管理系統年產能可達5萬套以上,產品型號齊全,可根據客戶要求提供訂制化設計方案,是廣東省鋰離子電池管理系統產品最豐富的專業制造商之一。

        公司在2016年之前主要以3C數碼、小動力及儲能產品鋰電池保護產品為主,而公司的新一代電動汽車動力電池BMS管理系統產品,已經通過多家整車廠、電芯廠和Pack廠測試驗證,得到廣泛認可,有望在今年年底放量。所以2017年將是公司動力電池BMS的發展元年,公司的業績將有望迎來快速增長。

        中國電池網:公司的主推產品有哪些?與同類產品相比,有什么樣的優勢?主要客戶有哪些?

        文藝:2006年超思維公司注冊成立后,快速切入數碼電池保護板市場,而后切入儲能及小動力電池保護板市場。至今轉型升級,確立BMS、VCU、MCU電動汽車核心三電控制技術在公司發展戰略的主導地位。公司主推電動汽車動力電池管理系統BMS產品,與同類產品相比具有高精度、高品質、高性價比的“三高”優勢。在實車搭載驗證中,超思維動力電池BMS產品SOC估算的精度誤差達到了1%以內,遠優于8%的限值。在主動均衡方面,超思維BMS產品達到了5A的峰值,在國內處于領先水平。

        超思維的電動汽車動力電池BMS產品目前已得到動力電池龍頭企業比克電池等客戶的認可,同時搭載裝車江蘇卡威、猛獅科技、杭州鑼卜科技等新能源汽車整車生產企業,得到客戶一致好評。

        中國電池網:在BMS技術上,國內外的差距有多大?在軟件方面,BMS管理系統的最核心的技術在于SOC的估測算法,公司擁有“高精度SOC估算”核心技術,該技術有什么優勢?

        文藝:國外在電動汽車電池管理系統研究方面起步較早,尤其是美國、日本、德國等對BMS相關技術的研發形成了較為完善的體系。國內動力電池管理系統技術參差不齊,BMS的SOC估算算法、均衡方式和絕緣檢測方式等技術相對落后。另外,高水平的標準是引領科技創新和產業升級的支撐點。我國行業標準《QC/T897-2011》對比美國等國外先進的測試標準,存在不小的差距,行業標準要求相對滯后。為促進技術創新和技術進步,標準修訂亟需加快。

        超思維定位于“高精度BMS領導者”,基于高精度SOC估算,高精度主動均衡 ,可靠、精準的絕緣檢測,精準的車輛狀態信息監控等核心技術凸顯了“高精度”的性能優勢。

        超思維BMS實現高精度SOC估算在于采用“基于V型整定擴展卡爾曼濾波算法(VINT_EKF)”,簡化擴展卡爾曼濾波算法中的運算量,結合“基于試驗的快速參數辨識方法”,大幅度減少HPPC(混合動力脈沖能力特性)的試驗次數,很好地解決了制約卡爾曼濾波算法商用化的最大障礙?;诖?,超思維研發出集SOC/SOH估算、故障診斷、數據采集處理發送、充放電管理等功能的高精度、低成本、短開發周期的BMU產品。

        同時,超思維BMS“基于V型整定擴展卡爾曼濾波算法(VINT_EKF)”和 “基于試驗的快速參數辨識方法”的實時在線估算,極大簡化了電池的標定工作,使得對一致性不太好的電池組狀態的精確控制成為現實,也使得無論是新電池還是老化后的電池,都能保持較高的健康狀態。

        經試驗測試,在中國行業標準《QC/T 897-2011》條件下,包括SOC≥80%、80%>SOC>30%和 SOC≤30%三種SOC范圍測試所得結果表明,SOC估算精度誤差都<1% ,遠低于標準要求的8%限值。由于BMS的中國行業標準SOC測試的范圍、時間、工況等與實際工況有一定差距。超思維為求更高標準的精度驗證,采用相對較接近實際的NEDC模擬工況進行試驗及分析,測試得SOC估算精度誤差為0.48%。同樣實現了高精度估算。體現出超思維BMS較高的估算精度、較快的收斂性和較好的魯棒性。

        在均衡方式上,超思維BMS均可采用更優的主動均衡和被動均衡方案。超思維BMS基于變壓器架構的主動均衡方案,進行削峰填谷,實時對動力電池系統進行主動均衡,主動均衡峰值電流達5A,做到了迅速的高精度均衡,有效解決被動均衡散熱需求高、工作效率低問題,保持電池的一致性,延長電池的使用壽命。

        絕緣檢測方面,超思維BMS“基于回波辨識的快速絕緣檢測方法”,采用似雷達反射波的工作原理,以非接觸的方式對高壓系統進行可靠、精準的絕緣檢測,提高安全性和兼容性。區別于傳統常見的絕緣檢測方法為母線端電壓法和對稱電壓測量法,消除了此兩種方法存在總正或總負對地有持續的分電壓等安全問題和誤報現象。

        而在遠程信息服務方面,超思維BMS集成T-BOX(車載遠程信息服務終端) ,實時進行數據采集上傳到云端存儲,并采用最新的互聯網大數據處理技術 ,可實現狀態監控、遠程控制、信息報表匯總等,得出有益于改進系統設計、支持管理決策的信息,同時具備持續在線升級功能。符合GB/T 32960 《電動汽車遠程服務與管理系統技術規范》標準要求。

        中國電池網:比亞迪、中航鋰電、國軒高科、欣旺達等電池企業自身有配套的BMS管理系統,您認為,作為專業的BMS管理系統公司,怎樣才能獲得更多的市場份額?

        文藝:BMS作為新能源汽車核心部件,產業鏈各環節的主體均有參與布局和競爭,總體來看,BMS市場參與者主要有三類:

        第一類是動力電池企業:大多是“BMS+PACK”模式,掌握電芯到電池包的核心技術,自行研發BMS,例如CATL、國軒高科、沃特瑪等。

        第二類是整車企業:整車企業對電芯的參與較少,一般通過兼并購、戰略合作等方面進入,而BMS則為大的企業重點考慮的領域。 國內如長安、北汽、BYD等車企均有專門的研發團隊進行BMS的研發。

        第三類是專業第三方BMS企業:目前國內第三方BMS企業仍占據主要位置。一部分由動力電池BMS企業,另一部分是傳統數碼電池BMS企業轉型升級而來。相對來講,作為專業的第三方BMS企業,技術積累有天然的優勢。目前這類企業參與者眾多,但技術相差較大,國內處于競爭前列的企業主要有超思維、科列技術、億能電子等。

        據了解,目前專業第三方BMS企業仍是市場主流,占比約42%。未來新能源汽車將保持高速增長,動力電池需求巨大,作為動力電池的核心部件,BMS前景空間廣闊。但市場上關于動力電池的質量安全問題層出不窮,從市場層面必定逐步淘汰性能不良的BMS產品;國家層面,工信部發布《國家重點研發計劃新能源汽車等重點專項2017年度項目申報指南的通知》和《關于進一步做好新能源汽車推廣應用安全監管工作的通知》等都強化了關于動力電池管理系統標準。也就是說,要在未來市場中立足,靠的是不斷積累的技術經驗,靠的是不斷創新的核心技術,靠的是不斷追求的產品過硬品質。專業第三方BMS企業若發揮好技術積累、生產工藝、生產管理、成本控制等優勢,相信定能越走越遠。

        超思維在電池管理系統領域經歷了十年耕耘、積累、成長。擁有豐富的研發技術經驗積累和強大的制造能力,加上核心技術優勢,并已憑借其創新能力及其優良的BMS產品性能,初步獲得業界的認可。

        超思維在動力電池BMS領域抱著初創企業的心態,以“研發型企業”定位自身,力爭通過核心技術差異化優勢來參與市場競爭。打造與同類產品相比具有的高精度、高品質、高性價比的“三高”優勢,成為“高精度BMS領導者”。

        中國電池網:公司在半年報中披露,上半年凈利潤微降的主要原因是研發投入增加,能詳細介紹一下嗎?我們注意到,公司準備在深圳龍華新區成立動力電池BMS研究院,能具體介紹一下嗎?

        文藝:主要是人力成本、研發投資費用增加。2016年公司確立了BMS、MCU、VCU電動汽車核心三電控制技術在公司發展戰略的主導地位后,在行業內廣泛招賢納士,引進高水平技術人才。相應增加了人力資源成本;另外,公司加大不斷完善研發能力建設,增加了研發設備購買投入費用,這些都導致2016年研發投資費用明顯增加,因此上半年凈利潤出現微降的情況??偟膩碚f2016年是布局階段,但我們產品已完成搭載測試,并得到客戶認可,初步達成了合作意向,BMS產品望在今年年底放量。預計2017年公司的業績將有望迎來快速增長。

        現超思維總部和動力電池BMS研究院即將于今年年底前整體遷入深圳市龍華新區港之龍科技園,目前正處于辦公室場所裝修和試驗測試設備進場安裝調試階段。新的動力電池BMS研究院將引入包括大型電池測試儀、新能源汽車能源控制系統硬件在環測試負載電源設備、高低溫交變濕熱試驗箱、動力電池檢測系統、密封試驗用水槽等系統性測試試驗設備和手段,具備100人左右的技術研發團隊。力爭成為行業內領先研發機構,廣東省重點實驗室。

        中國電池網:目前,新能源汽車的個人消費市場還未完全打開,原因之一就是擔心安全問題,您認為,動力電池的安全性能,要從哪些方面去提升?

        文藝:BMS作為電動汽車動力電池組的監控管理中心,必須對電池組的溫度、電壓和充放電電流等相關參數進行實時動態的監測和均衡,必要時能主動采取緊急措施保護各單體電池,防止電池組出現過充、過放、溫度過高以及短路等危險。此外,還必須在電池組的整個使用周期內對電池的SOC進行準確估算,并以合適的方式將剩余電量、續駛里程和故障異常等關鍵信息及時反饋給駕駛員。因此,提升動力電池安全性首要提升BMS安全設計要求,超思維認為BMS安全設計應符合幾點要求:

 1、實時在線高精度SOC估算:在各種規定的工況下均能安全準確可靠地實時在線監測電壓、電流、溫度等電池狀態。并可根據電池狀態監測信息準確可靠地實現高精度SOC估算。

 2、高效、高精度地均衡控制管理:可根據電池狀態及故障信息安全,高效、高精度地進行均衡控制管理,及時采取措施保護單體電池,防止出現過充、過放危險。

 3、可靠、精準的絕緣保護:采用可靠、精準的檢測方法,實時監測電池組正端或負端對車身地絕緣電阻,當低于規定要求時,可及時執行保護動作。

 4、及時的故障診斷與保護:在各種規定工況下均能準確可靠地診斷出電池系統異?;蚬收习l生,并及時執行保護動作,保障電池系統與乘員安全。

 5、具備遠程信息服務能力:按照《電動汽車遠程服務與管理系統技術規范》(GB/T 32960)國家標準要求,可實現狀態監控、遠程控制、故障信息報表匯總等關鍵系統運行安全狀態進行監測和管理,設置安全閾值,及時反饋信息預警并采取有效措施消除隱患。

        超思維BMS已掌握了如上提到的安全性設計要求的核心技術,超思維將集合基于高精度BMS解決方案為市場提供高安全性能BMS產品,確保電動汽車用動力電池在使用過程中的安全性問題。 

        中國電池網:作為新三板企業,公司未來在鋰電新能源領域有什么規劃?是否準備轉板塊上市?

        文藝:2016年超思維確立了BMS、VCU、MCU電動汽車核心三電控制技術的發展戰略主導地位,并定位高精度BMS領導者。目前已完善了高素質專業化人才梯隊,強化了研發試驗能力,搭建了營銷網絡,布局階段已初步完成。在未來三年內超思維BMS產品將逐步進入市場,我們目標是進入電動汽車動力電池BMS行業前三甲,成為高精度BMS領導者,業績得到大幅提升,最終實現轉板上市,使得公司發展再上一個臺階。

        同時我們倡議成立BMS行業技術聯盟,提出兩點建議:

        首先,為提升SOC估算精度,提高行業標準,建議引導行業從電流積分算法向實時在線估算算法轉變。

        其次,為推動BMS行業技術共同進步,具備國際競爭力,建議聯合開發基于共性技術的專門處理算法,打造共性技術應用平臺。

        編后語:從資本市場的動向來看,伴隨著產能持續擴張,未來將有更多資金涌向新能源汽車產業及其細分領域。從國家的一系列政策來看,新能源車、動力電池的準入將趨嚴,電池管理系統作為電池的“大腦”,未來市場競爭將更為激烈。專業的電池管理系統在未來不僅要做大規模,更需要快速形成自己的技術特點或產品特色,以期持續分享新能源動力電池大發展的紅利。

 
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