哈工大教授：动力电池需做好管理系统 以保证安全性与使用寿命
能见APP讯：9月28日—29日，第六届新能源汽车、动力电池及其关键材料技术峰会在国家级衢州开发区（国家高新区）召开。哈尔滨理工大学教授李革臣在会上做了发言，他表示在动力电池方面最重要的是最好管理系统，以此保证动力电池的安全性和使用寿命。
以下为发言全文：
非常高兴能够参加这次会议。把我的工作情况向大家进行一次汇报。我的主要内容是电池管理系统，大家知道目前电动汽车，蓬勃发展。电动汽车的电池是电动汽车最关键的部件。那么现在大家已经逐渐的认识到管理系统的重要性。我再把我这个，在管理系统方面做的工作向大家做一个汇报。
首先，电动汽车发展瓶颈是动力电池。现在主要的有四个方面。那么最重要的问题就是四项。一个是安全性使用寿命和成本价格，还有比容量。
那么，从管理系统角度来讲，现在有这样一个观点，好像会电池检测应该会做管理系统，其实不一定，第一个观点就是电池的管理系统是连接着电池的应用系统和电池本身的一个界面。所以呢，要想把管理系统做好，第一要对电池特别了解，要了如指掌。第二，对系统的应用要了如指掌。如果缺了这两个方面，那么可能就你的管理系统肯定做不好，达不到要求。
那么呢，这里的，我有几个观点跟大家分享，首先就是系统的观点，是非常重要的，是我们能够做好管理系统最重要的。管理系统有人把它说成集成，甚至把电池修理好，实际上是不可能的，管理系统能做什么？更重要的是管理系统不能做什么。这是非常重要的。管理系统不负责任，电池要出问题。太负责任，也会出问题。怎么能够适当？有好多的情况，现在目前做管理系统的厂家超过100家。有好多的电池是被管理系统管住。你不去管可能好一点。太负责任就管坏，而且管坏了还搞不清楚，我们这些搞电池的人，到时候一看电池坏了，认为我们的电池坏了。实际上啊叫电极管理系统管坏了。
第三个观点任务就是核心任务是什么，当然有好多这个任务，最大的目标，目前一个是保障安全性，一个是保障寿命。目前，我们电动汽车，现在厂家也多，投资也好多。明年，或者近几年会有一个竞争的这样的一个很激烈的环境形成，所以呢，现在好多的厂家，对电池参与竞争,到底竞争啥就是这两个事，一个安全性，一个寿命。安全性，这个是已经大家见怪不怪了。是电池进入电动汽车的入门证。但是呢，现在安全性这个事情频发，见怪不怪，但是这个事最重要的。抛弃这个，现在管理系统保持电池的寿命是电池厂家和车企最后赢家的一个唯一的标准。谁的寿命做到了八年，谁就是赢家。其他的性能都是次要的。管理系统要紧紧围绕这样的任务：安全性和寿命。对于管理系统的任务这一点我提出三全的目标。第一全自动。效益组织管理系统，还要求使用厂家过半年要进行手工保养一次。我觉得这个不可取，什么叫全自动？就是不需要人参与，出厂以后，一直到寿命周期。要不需要人参与。全自动。
第二，全工况，凡是电动汽车能遇到的工况，它应该都能够是适应。第三全寿命周期。从电池出厂一直到电池退役，完全保证电池的工作状态。实际上，这样一个要求好像是挺高，但是实际上不高。国外的电动汽车的管理系统都是这么做的。
那么，现在整个行业对电池的管理系统，它的均衡这个事，可以说大家意见不是很统一。而且呢，均衡是保证电池寿命的一个有效的方式。所谓的管理系统，它的任务一个是检测、一个控制。检测就是知道它的状况，那么，对它进行控制，那么一个是温度控制，一个是电压，或者是电量等等控制。那么，这个均衡策略，就非常重要了。这个均衡的策略，那么，要想把均衡这个事做好。那么，首先你必须知道，为什么要均衡。电池它的差异性，到底有哪些原因？这里我总结了三种原因。（PPT）
正是由于它这种原因的复杂性，才使得我们大家在均衡这方面的工作做起来，大家意见不一致。找它的原因，差异性，分为三类。第一类就是电能的损失，假如我们的电池出厂的时候，都是一模一样的，一致性是非常好的。假如这个条件，那么使用过一年以后，或者两年之后出现了差异性，那么这个差异性的原因分三类。不同的原因，那你肯定有不同的办法处理。第一就是电容的损失，电容的损失是由于自分裂，还有充放电的效率引起SOC变化，第二是电池的裂化，它本身电池的性能在发生变化。这里受影响的SOH，RD、和RS都会发生变化。那么引起它的差异性。第三外界的影响，你比如充放电不均匀，充放电也影响很大。原因不同，对电池的影响不同，均衡的措施又不同，第一种原因最好办，采用大家所说的主动均衡也好，被动均衡也好，都可以，好办。第二个原因，我认为电池管理系统的均衡作用无能无力的。只能根据裂化程度，做出最优、最折中。保证不继续裂化。第三种我们努力改善温度的一致性等等。充放电，这个以前被忽视，不同的充电，虽然流量都一样，对它的电池的一致性的影响很多。
均衡方法的讨论。现在行业分为，有的人问我主动均衡，被动均衡怎么回事。我也说不清，实际上后来我查了一下实现主动均衡就是用这个电容转移到其他地方去。被动均匀就是用电阻把能量放掉，其实跟主动被动没有关系，我搞不清楚为什么行业用这个词。实际是什么？能量消耗性均衡和能量转移性均衡。在学术上更准确，用充电均衡！放电均衡，静态均衡。实际上没有必要。电池是一个非常慢的变化过程中，你对它进行均衡和保养，不要分充电均衡、放电均衡，你可以保养得非常好。
还说一个结论，随着这个BMS是电子系列的产品，但是我认为BMS的总设计师，应该是搞电池的！应该是电池专业的！不是说你清华大学电子毕业的优秀生就能够做好BMS，这肯定是做不好的。它应该是化学系出来，然后对电池本身的性能特别了解，提要求，然后找电子系人把它实现。另外还要有系统的这样的原理，同时，一个是关键是啥呢？对电池本身特别了解，第二软件的功能。第三硬件当然如何达到高稳定，高精度，你这样才能得到真正的数据。BMS反正就是讲这么多观点，具体做起来很多。后边我又加了点内容。讲一下安全性的事。我把安全性工作做一下汇报。
这个期安全性的研究，这个说一下。就是前期973，我们做了本征安全性的理论，和软连接这两项工作，我觉得这两项还是非常有成效的，而且非常具有实用的价值。本期973项目就是电池安全阈值边界识别与控制。我想它的四是能够把电池，安全性这个问题能够提高到一个新的高度。这里的技术，电动汽车，锂动力电池事故频发，事故发生的机理和事故的发生演变过程可以进行研究。那么电池安全性状态，它的定量描述的可能性，因为安全性是一个概念。你要想定量描述，那必然涉及到概率的某些支持。但是安全度概率描述我觉得非常有用的。
那么，要想定量来描述。这里涉及到几个新的术语，一个是安全极限参数，安全极限参数的相关性：安全阈值边界，安全系数，安全工作空间，理想安全工作点，实际运行工作点，安全度。
安全阈值边界，这个是2维模型，用电压电流出来的阈值边界。实际上就是说超过这个边界就是危险的。这个值可能是电池的规格影响。那么这个画出来的区域，有过供、过充电流区域，有过放电的区域，有过充电电压区域，过功率区域。这三个区域，超过的区域就是不安全的。然后引入一个安全系数的话，那么就是这里面的蓝框里，蓝框里面的工作是相对安全的。
三维的，刚才是两维，是一个平面。三维的就是一个球体，加上一个温度。就成为这样一个区域。这样一个区域，那么在这个区域内应该就是安全的。同样还可以引入安全工作区域，安全阈值边界等等这样的参数。
进一步，安全极限参数值和安全阈值边界这里面也做出解释，什么是安全阈值边界，阈值在自动控制里面，就是指引起一个控制动作的最小值。安全阈值就是不可逾越的保证安全的特定的参数值。安全阈值边界就是指在多数情况下，各参数构成一个多维区域，超出这个区域，电池就处于非安全的状态。那么一维是个什么现状？你比如电压，不可超过4.2V。两维就是面积，三维就是体积。高维就只能用状态空间来描述。安全系数和安全工作空间等等。
那么这里就是描述了一个最佳安全工作点与阈值边界的距离和你实际测量的工作点这样的比值，得出这样的参数，L2：L1。把这个定义为安全度。实际的应用也做了一些，18650电池，如果一开始进行了它的数学模型，做出了它的安全阈值边界之后，根据测量工作点，就可以得出它距离安全边界的距离，这样就得出了它的安全度的数值。那么就可以把它用到电动汽车和任何其他的电池的应用的场合。
那么，这是一个新的概念提出，那么还有很多的问题，理论问题和实验问题是需要去做。你比如是建立在概率意义下的方法，它的数学的严密性需要进一步的推敲。安全阈值边界的建立，它的理论推导与实验数据的分析。那么第三个安全系数选择原则，针对不同的对象，不同电池，不同系统，不同环境，那么都会有不同的安全阈值的边界。那么，它又是多因素的影响。那么，安全动力的距离，它实际上它是一个多维的。这个空间的描述定义，怎么来定义这个距离这个都有待于进一步的研究。
好的，谢谢大家。
