电池管理系统的作用 电池管理系统面临的挑战

在可以预见的未来，电动汽车的发展还将朝着混动和纯电并存的方向前进。从12V微混到48V轻混，再到800V高压平台在纯电动汽车上的应用，不同技术路线中，动力电池都是核心零部件。而电池管理系统（BMS）作为电池包的管理单元，监控电池的电压、温度和电流，对电池的安全、寿命、性能起到关键作用。随着电动车渗透率的逐年提高，BMS系统的市场需求量也随之攀升。

海拉是BMS领域的重要供应商。海拉电子中国区高压电池管理研发负责人邓冬梅总监表示，自从公司确定全面电动化战略以来，能源管理已经成为海拉增长最快的业务板块之一，公司面向所有类型的新能源汽车，推出了包括针对微混（自动启停）车型的智能电池传感器、48V电压转换器在内的功率电子控制器、针对全混和纯电车型高压系统的电池管理系统，以及涵盖水泵和冷却控制中枢在内的热管理产品和系统解决方案，受到市场的高度认可。

面向不同电气化级别的产品 

混动汽车介于传统燃油车和纯电动汽车之间，逐渐受到市场的青睐。2020年中国发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中提出：到2035年，传统能源动力乘用车全部升级为混动，新能源汽车（插电混动和纯电动）成为主流，销量占比达50%以上。也就是说，在未来的十几年里，混动汽车仍将占据接近50%的中国市场份额。对于全球市场，根据2021年12月份IHS的数据显示，到2030年，市场上2/3的新车都将至少部分电气化。

混动系统的特点在于，能够将减速和制动过程中产生的动能转化为电能，实现能量回收的效果，从而为电池系统充电，电池的续驶能力和使用寿命都受此影响。因此，混动汽车电池的BMS管理要和车辆整个混动系统相互协调。

“从2003年开始，海拉已经开始向市场投放了适用于12V微混系统的自动启停智能传感器，是较早进入这一市场的零部件供应商之一。”邓冬梅博士介绍道，如果从48V轻混开始算起，海拉也是这一领域的先行者，通过48V DC/DC转换器率先迈入混动市场。

在减排政策的推动下，OEM都在迫切寻找快速汽车电动化解决方案。轻混则是一项非常重要的桥接技术，也是可以帮助汽车制造商实现部分电动化并在中短期内达到排放目标的最具成本效益的解决方案之一。海拉的48V Power Pack在轻混市场扮演着非常重要的角色。它集成了48V锂离子电池组、电池管理系统和DC/DC转换器。海拉的48V POWER PACK配合12V电池，可以轻松实现混动功能，例如能量回收或主动滑行；同时它也是一个更全面的子系统，OEM由此可以快速地集成于车辆之上。

与此同时，随着全球禁铅法律法规的实施时间越来越紧迫，为此海拉正在进一步扩大其产品范围，为低压领域的12V应用开发电池管理系统，并携手其电芯合作伙伴，为客户提供定制化的12V锂电池解决方案。

值得一提的是，相比轻混汽车，纯电动汽车和插电式混动汽车的电池电压更高。2022年被认为是800V高压平台大范围量产上车的元年，在这方面，海拉的高压BMS目前已经经过了4代的发展，从电压等级400V到800V，从功能安全ADIL B到ADIL C/D，从单一的BMS功能到集成高压DC/DC的高度集成方案，海拉正在加速将高压BMS推向市场。

电池管理系统面临的挑战  

电池管理系统的主要功能就是监测电池的状况，掌握电压、温度、电流三大参数，在这个基础上，进行策略的分析和执行。比如，通过算法，计算出纯电动汽车的剩余续驶里程。

谈及电池管理系统的未来挑战时，邓冬梅博士表示，这主要取决于OEM如何要求：“不同的电压平台下，对BMS的性能表现、功能安全等要求也不同。比如，12V微混系统中的智能电池传感器就是对铅酸电池性能进行管理，而48V轻混系统中的电池管理系统就要针对不同的电压等级做智能切换。纯电动汽车和插电式混动系统中的高压BMS的主要作用则是通过监测电芯参数，计算电池状态，配合整车工况，控制充放电，以达到电池的最佳使用状态，设计时需要考虑电芯的数量，电压等级的变化，功能安全及信息安全的需求。”

总的来说，对电池管理系统来说，最大的诉求还是在于怎样帮助电池高效、安全地发挥性能。比如，在过温、过压、过流时，分别采取什么策略，这都需要BMS供应商在开发控制策略的时候，对电池有深度的了解，还要在软件、算法方面有足够的技术积淀。

此外，从OEM的角度来说，现阶段OEM倾向于直接采购整个电池系统，而不是将电池包和电池管理系统分开。因此，传统的零部件供应商可能面临角色的转变。海拉的优势在于既能将电池管理系统作为单独组件、也可以通过与电池制造商合作将其作为电池组的一部分提供给客户。

在和电池制造商合作的过程中，电池管理系统的设计需要针对不同的电芯、不同的电池材料，考虑采用不同的策略，从而更好地匹配电池的量产需求。

“海拉的电池管理系统可以监测锂离子电池的电压、温度和电流，并执行各种与安全相关的功能，包括与高压相关的功能。值得一提的是，得益于模块化、可扩展设计，使其能够不依赖所使用的电池技术而被集成到各种相关功率电子设备中，并在此基础上确保高度的灵活性，可以应用于不同的电池和车型。”在邓冬梅博士看来，海拉的模块化设计能力是其核心竞争力。

当然，由于各个OEM之间整车架构方面的巨大差别，很多客户也有定制化的需求存在，对此，海拉采取齐头并进的方式。首先通过模块化的设计进行系统的组装，再针对额外的需求提供定制化的服务。正是这种灵活应对的能力，进一步巩固了海拉的领先地位。

中国市场的增长需求 

混动和纯电动汽车在中国已经多年迅猛增长，在市场的带动下，电池管理系统的需求量逐年递增。研究机构Allied Market Research的报告显示，到2027年，全球电池管理系统市场将以20.2%的复合年增长率达到248. 3亿美元的整体规模。可想而知，中国市场的发展空间相当广阔。

“新能源汽车的产量飙升，BMS是配套动力电池的必需品，这一市场的潜力非常大。同时，也面临激烈的竞争。”邓冬梅博士表示，目前做BMS厂商的企业非常多，而且国内多年以前就开始重视这一技术，催生了许多新入局玩家。面对竞争的格局，海拉的优势在于长年在汽车电子领域的涉足，在DC/DC转换器等产品上积累了深厚的技术沉淀以及客户信任度。国内OEM或者动力电池企业的要求并不比欧美低，海拉将进一步加强本土化的研发团队，推出符合适应中国市场的新技术，走在市场的前端，保持核心竞争力。

中国是海拉非常重要的业务板块。目前，针对能源管理系统相关产品，海拉在南京、上海和厦门建设有研发中心，并在上海和厦门设有生产基地。三大研发中心汇集了数百名软、硬件方面专业技术人才，未来团队的规模还将大幅扩充。

编辑|：黄飞