從復(fù)雜產(chǎn)品發(fā)展路徑看電池管理系統(tǒng)(BMS)變局
電動(dòng)汽車取代燃油車的趨勢已經(jīng)明確,整個(gè)行業(yè)在電池上的投資也是層出不窮,屢下重注,唯獨(dú)BMS一直動(dòng)靜不大,乏善可陳。但是隨著動(dòng)力鋰電池保有量不斷增多,BMS的變局也將逐漸到來。
在說明BMS的變局之前,先討論下一個(gè)普遍規(guī)律:復(fù)雜產(chǎn)品的發(fā)展路徑。復(fù)雜產(chǎn)品是指客戶需求復(fù)雜、產(chǎn)品組成復(fù)雜、產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜、制造過程復(fù)雜、使用管理復(fù)雜的一類產(chǎn)品。BMS產(chǎn)品雖不是每項(xiàng)都符合,但也算大部分符合了,更何況還有一些功能如何實(shí)現(xiàn),方法是否正確都還在爭論,從這個(gè)角度看,穩(wěn)妥的小型復(fù)雜產(chǎn)品。
復(fù)雜產(chǎn)品的發(fā)展路徑主要有三步:1. 功能滿足;2. 可擴(kuò)展性(連接)增強(qiáng);3. 標(biāo)準(zhǔn)化。整個(gè)過程如果重復(fù)出現(xiàn),則說明產(chǎn)品生命周期長,能不斷吸收新技術(shù),滿足或創(chuàng)造新需求。以手機(jī)為例,最開始是大哥大,模擬機(jī),功能不多,只能語音通話,市場為摩托羅拉把持。如果沒有數(shù)字技術(shù)出現(xiàn),模擬機(jī)基本達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化的階段,沒有更新的功能,也不會連接其他設(shè)備,一個(gè)相對穩(wěn)定的市場還在發(fā)展但產(chǎn)品基本停滯的階段,功能機(jī)階段。幸運(yùn)的是數(shù)字技術(shù)到來,手機(jī)開始了全新的生命歷程。短信、彩信、視頻通話,手機(jī)像是條八爪章魚,開始發(fā)展出與其他手機(jī)的多種連接方式,產(chǎn)品的可擴(kuò)展性從此開啟。
系統(tǒng)出現(xiàn)之后,軟件功能得到增強(qiáng),新的可擴(kuò)展性出現(xiàn),藍(lán)牙、相機(jī)等設(shè)備集成進(jìn)手機(jī)成為標(biāo)配。這時(shí)候的霸主是諾基亞和他的塞班系統(tǒng),智能機(jī)的初期階段。憑借觸屏和IOS系統(tǒng),蘋果開始進(jìn)入手機(jī)市場。
APP STORE的出現(xiàn),連接了手機(jī)和開發(fā)者,通過建立全新的可擴(kuò)展性,軟件功能得到極大豐富,手機(jī)和其他設(shè)備建立了更廣泛的連接,進(jìn)一步增強(qiáng)了可擴(kuò)展性。憑借著可擴(kuò)展性的升級,蘋果干掉了諾基亞,進(jìn)入了智能機(jī)的中期階段。更多的可擴(kuò)展性(連接)到達(dá)一定的數(shù)量,就出現(xiàn)了生態(tài)。谷歌有樣學(xué)樣,推出了更開放的安卓系統(tǒng)和安卓市場。
IOS和安卓兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)龍爭虎斗,從此,手機(jī)進(jìn)入了一個(gè)相對標(biāo)準(zhǔn)化的階段。軟件功能還在發(fā)展,各種APP也不斷出新,但硬件功能基本沒什么變化,系統(tǒng)就這么兩家,廠家發(fā)布會上介紹最多的是硬件性能,跑分分?jǐn)?shù),這是智能機(jī)的成熟階段。
從手機(jī)的發(fā)展歷史可以看出,功能是產(chǎn)品發(fā)展的初級階段,可擴(kuò)展性是發(fā)展的高級階段,當(dāng)然,也不是所有的產(chǎn)品都需要可擴(kuò)展性,可擴(kuò)展性到達(dá)一定的數(shù)量級別,就出現(xiàn)了生態(tài)。這個(gè)生態(tài)的中心或入口,是各個(gè)企業(yè)的必爭之地。而到了標(biāo)準(zhǔn)化階段,對產(chǎn)品來講,基本上是大局已定。但隨著新功能的出現(xiàn),若能帶動(dòng)可擴(kuò)展性的更新,則產(chǎn)品得到新的進(jìn)化。刺激產(chǎn)品進(jìn)化的重要因素有兩點(diǎn),新技術(shù)的出現(xiàn)和產(chǎn)品外部環(huán)境的重大變化,這兩者又常常是相輔相成,目前BMS就面臨著這樣的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
中國新能源車從2013年2萬輛到2017年達(dá)到82萬輛,電池產(chǎn)能不斷擴(kuò)充,廢舊電池?cái)?shù)量也是一日千里,根據(jù)中國電池聯(lián)盟數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2018年理論退役動(dòng)力電池為5.14GWh,到2023年理論退役動(dòng)力電池將達(dá)到48.09Gwh。8月份將正式實(shí)施《新能源車汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,要求汽車制造商承擔(dān)主體責(zé)任,建立回收渠道,開展梯次利用。同時(shí)新能源補(bǔ)貼逐年大幅退坡,電池價(jià)格正在不斷下跌。按照這個(gè)趨勢,BMS要做到電池全生命周期管理勢在必行,產(chǎn)品進(jìn)化窗口已經(jīng)到來。
在沒有梯次利用要求時(shí),BMS的功能設(shè)計(jì)圍繞著電動(dòng)車,其默認(rèn)前提是電池組一旦定型就不會改變,BMS唯一的連接對象就是特定的電池組,因?yàn)殡姵亟M是特定的,所以BMS也是定制的。梯次利用時(shí),出于成本的考慮,電池組不可能拆解到單個(gè)電芯的程度,最適合的是拆解到電池模塊(多個(gè)電芯并聯(lián))然后在此基礎(chǔ)上重組,而BMS也不需再重新定制一套,最好是原有的零部件重新組合就可以適配新電池組。
可以看到,考慮到梯次利用要求時(shí),主要有三點(diǎn)不同:一是電池組會被打散重組,新電池組中電池模塊的容量和串連數(shù)量都有可能改變,BMS要連接的是不特定的電池組,這就要求BMS在設(shè)計(jì)之初就要考慮一種通用的架構(gòu),可以方便擴(kuò)展,容易安裝;第二點(diǎn)是電池?cái)?shù)據(jù)。電池?cái)?shù)據(jù)目前只掌握在PACK和整車廠手里,梯次利用則要求數(shù)據(jù)公開,用戶也可以方便獲得,從可擴(kuò)展性的角度來看,這就是連接的范圍增大;第三點(diǎn)是重組后電池模塊間的不一致性會顯著加劇,這個(gè)需要BMS的主動(dòng)均衡功能來解決,而且如果也是經(jīng)常大電流放電的話,主動(dòng)均衡的電流能力還要有一定要求。
BMS產(chǎn)品的外部環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)重大變化,連接對象從特定轉(zhuǎn)為不特定,這種變化要求BMS的功能要能滿足新增需求,以目前的技術(shù)路線來看,電池管理專用IC的方案無法做到,新技術(shù)必然會出現(xiàn)。無法預(yù)測的是新技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間,可以預(yù)測的是新技術(shù)著力的方向。如果新技術(shù)可以順利解決梯次利用難題,還可以確定的是電池模塊標(biāo)準(zhǔn)化將會建立,動(dòng)力鋰電池的應(yīng)用將會更廣泛。
按照復(fù)雜產(chǎn)品的發(fā)展路徑,BMS經(jīng)過此次進(jìn)化,也會進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)化階段,就像PC機(jī)歷史上的兼容機(jī)時(shí)代,一個(gè)更廣闊的市場就要到來。
責(zé)任編輯:仁德財(cái)
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