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浅谈动力电池为什么需要BMS管理系统？
目前大力发展的新能源汽车主要分为三类：混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、燃料电池汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)和纯电动汽车(Electric Vehicle,EV)。
这三种类型的电动汽车以其自身不同的构造和工作原理，形成各自不同的特点，同时也处于不同的发展阶段。
纯电动汽车以车载动力蓄电池组(如锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池等)作为其唯一的能量来源，并搭载大功率电机以驱动汽车行驶，因此，与传统内燃机汽车最大不同之处也就是纯电动汽车独有的电力驱动及控制系统。
纯电动汽车和混合动力电动车相比，噪音低、无污染、零排放，底盘结构更简单;和燃料电池汽车相比，各方面技术相对更成熟，具有更高的可靠性和安全性。因此，纯电动汽车目前已经受到世界各国政府和车企的高度重视，不少企业已经实现了批量生产并在某些地区开始示范运营。
在纯电动汽车中，动力电池组作为核心部件之一，在整车制造成本中占有极高的比重，其性能的优劣也直接影响着整车的驾驶性能与安全。
早期的纯电动汽车所使用的动力电池大多为铅酸蓄电池，这种电池由于能量密度小，续航里程短，使用寿命也比较短，所以逐渐被优势突出的锂离子电池等产品取代。锂离子电池凭借其充放电效率高、能量密度大和续航能力强等优点，已受到了国内外众多电动汽车厂商的关注及使用。
尽管锂电池比其他种类的电池有更多的优点，但同样会受到电芯材料和目前制作工艺等因素的限制，导致单节锂电池之间往往存在者内阻、容量、电压等差异，所以在实际应用中，电池组内部各单体电池容易出现散热不均或过度充放电等现象。
时间一长，这些处于不良工作状态下的电池就很可能提前损坏，电池组的整体寿命也就大大缩短。
不仅如此，电池处于严重过充电状态下还存在爆炸的危险，造成电池组损坏的同时还对使用者的人生安全造成威胁。因此，必须为电动汽车上的动力电池组配备一套具有针对性的电池管理系统(Battery Management System,BMS)，从而对电池组进行有效的监控、保护、能量均衡和故障警报，进而提高整个动力电池组的工作效率和使用寿命。
电池管理系统作为纯电动汽车动力电池组的监控管理中心，必须对电池组的温度、电压和充放电电流等相关参数进行实时动态的监测，必要时能主动采取紧急措施保护各单体电池，防止电池组出现过充、过放、温度过高以及短路等危险。
此外，该系统还必须在电池组的整个使用周期内对电池的SOC进行准确估算，并以合适的方式将剩余电量、续驶里程和故障异常等关键信息及时反馈给驾驶员，同时以一种合适的方式完成系统与整车ECU或上位机之间的数据交换功能。
但是，这些都是BMS在最佳设计和理想情况下才能实现的功能和表现出来的性能，就目前从各类与动力电池相关的电动汽车事故或实际应用到汽车上的相关BMS产品的整体性能表现可知，目前被广泛应用的电池管理系统功能还不够完善，技术不够成熟，使用范围局限，通用性不强。具体可总结为以下五个方面：
①电池管理系统在长期使用情况下对动力电池组相关参数的采集精度不够准确。
②电池管理系统还不能完全实现动力电池组在整个生命周期内的SOC值的精确估算。
③关于电池组内部各单体电池间的能量均衡的控制效果还需进一步提升。
④电池管理系统对自身和电池组的故障自诊断和自维护功能还不够完善。
⑤目前出现的电池管理系统产品一般都具有针对性，使用范围局限，移植性和通用性还不够强。
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下面介绍一下关乎铅酸蓄电池使用寿命的因素：
1、环境温度对电池的影响较大。环境温度过高，会使电池过充电产生气体，环境温度过低，则会使电池充电不足，这都会影响电池的使用寿命。因此，一般要求环境温度在25℃左右，UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。实际应用时，蓄电池一般在5℃～35℃范围内进行充电，低于5℃或高于35℃都会大大降低电池的容量、缩短电池的使用寿命。 2、放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深，其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有电池低电位保护功能，一般单节电池放电至10.5V左右时，UPS就会自动关机。但是，如果UPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。 3、电池在存放、运输、安装过程中，会因自放电而失去部分容量。因此，在安装后投入使用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池，每3个月应进行一次补充充电。可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏。以12V电池为例，若开路电压高于12.5V，则表示电池储能还有80％以上，若开路电压低于12.5V，则应该立刻进行补充充电。若开路电压低于12V，则表示电池存储电能不到20％，电池不堪使用。
4、充电电压。由于UPS电池属于备用工作方式，市电正常情况下处于充电状态，只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制，电池充满后即转为浮充状态，每节浮充电压设置为13.6V左右。如果充电电压过高就会使电池过充电,反之会使电池充电不足。充电电压异常可能是由电池配置错误引起，或因充电器故障造成。因此，在安装电池时，一定要注意电池的规格和数量的正确性，不同规格、不同批号的电池不要混用。外加充电器不要使用劣质充电器，而且安装时要考虑散热问题。目前，为进一步提高电池寿命，先进的UPS都采用一种ABM(Advanced Battery Management)三阶段智能化电池管理方案，即充电分成初始化充电、浮充电和休息三个阶段：第一阶段是恒流均衡充电，将电池容量充到90％；第二阶段是浮充充电，将电池容量充到100％，然后停止充电；第三阶段是自然放电，在这个阶段里，电池利用自身的漏电流放电，一直到规定的电压下限，然后再重复上述的三个阶段。这种方式改变了以前那种充满电后，仍使电池处于一天24h的浮充状态，因此延长了电池的寿命。 5、免维护电池由于采用吸收式电解液系统，在正常使用时不会产生任何气体，但是如果用户使用不当，造成电池过充电，就会产生气体，此时电池内压就会增大,将电池上的压力阀顶开，严重的会使电池爆裂。 6、电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与电池容量有关。例如，100AH的电池，C＝100A。松下铅酸免维护电池的最佳充电电流为0.1C左右，充电电流不能大于0.3C。充电电流过大或过小都会影响电池的使用寿命。放电电流一般要求在0.05C～3C之间,UPS在正常使用中都能满足此要求，但也要防止意外情况的发生，如电池短路等。 7、UPS在运行过程中，要注意监视蓄电池组的端电压值、浮充电流值、每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阻和绝缘状态。 8、不要单独增加或减少电池组中几个单体电池的负荷，这将造成单体电池容量的不平衡和充电的不均一性，降低电池的使用寿命。
9、电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方，并要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放置,不可倾斜角度。每个电池间端子连接要牢固。 10、定期保养。电池在使用一定时间后应进行定期检查，如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等。如果长期不停电，电池会一直处于充电状态，这样会使电池的活性变差。因此，即使不停电，UPS也需要定期进行放电试验以便使电池保持活性。放电试验一般可以三个月进行一次,做法是UPS带载－－最好在50%以上,然后断开市电，使UPS处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几ms至几十ms,放电后恢复市电供电，继续对电池充电。
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废旧电池的回收与二次利用的方法
废旧电池回收处理过程大致有以下的几点:
1、分类：可以将回收的废旧电池砸烂，剥去锌壳和电池底铁，取出铜帽和石墨棒，对于余下的黑色物则是作为电池芯的二氧化锰和氯化铵的混合物，将上面这些物质分别集中收集后加工进行处理后，我们就可以得到一些有用的物质。当中的墨棒经过水洗、烘干可再用作电极。
2、制锌粒：将剥去的锌壳洗净后置于铸铁锅当中，加热过后并保温2个小时，除去了上面的一层浮渣，倒出进行冷却，然后滴在铁板之上，等等到凝固之后很可以得到锌粒。
3、回收铜片：我们可以将铜帽展平后再用热水洗净的，再加入一定量的10%的硫酸煮沸30分钟，以除去表面的氧化层，捞出洗净，烘干使可以得到铜片。
4、回收氯化铵：我们把黑色物质放到缸当中，再加入60℃的温水进行搅拌一个小时，这样就会使得氯化铵全部的溶解于水中，再静止、过滤、水洗滤渣2次，收集母液。
5、回收二氧化锰：我们将过滤后的滤渣水洗3次，过滤，滤饼置入锅中蒸干除去少许的碳和其它的有机物，再放入到水中充分的进行搅拌30分钟，过滤，再将过滤的饼于100-110℃烘干，这样我们便可以得到二氧化锰。
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还有这样的回收利用↓↓↓
(1)“热处理”
瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂，巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎后送往炉内加热，这时可提取挥发出的汞，温度更高时锌也蒸发，它同样是贵重金属。铁和锰熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加工2000吨废电池，可获得780吨锰铁合金，400吨锌合金及3吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。不过，热处理的方法花费较高，瑞士还向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费。
(2)“湿处理”
马格德堡近郊区正在兴建一个“湿处理”装置，在这里除铅蓄电池外，各类电池均溶解于硫酸，然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属，用这种方式获得的原料比热处理方法纯净，因此在市场上售价更高，而且电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。湿处理可省去分拣环节(因为分拣是手工操作，会增加成本)。马格德堡这套装置年加工能力可达7500吨，其成本虽然比填埋方法略高，但贵重原料不致丢弃，也不会污染环境。
(3)真空热处理法
德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜，不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉电池，废电池在真空中加热，其中汞迅速蒸发，即可将其回收，然后将剩余原料磨碎，用磁体提取金属铁，再从余下粉末中提取镍和锰。这种加工一吨废电池的成本不到1500马克(现约合6345.18元人民币)!
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亚太·广州电池展 大力支持环保事业
GBF.ASIA亚太电池展一个专注于电池成品，同时兼顾电池材料、设备的全新展贸平台，在于促进电池、电源、储能产品的采购贸易与技术交流，以及电池新技术、新材料、设备的推广应用。主流观众群体更多来自于电力、通信、风光能源、电动车、叉车、消费电子、医疗、工具、工业仪器、移动照明、军警装备、石油燃气、轨道交通、航空与海洋工程等电池、储能应用领域以及约20%左右的国外优质采购商。GBF.ASIA以“实效、贸易”为办展宗旨，致力于打造国内乃至全球电池产为的流通贸易与技术合作一体化平台。
同期举办的“动力电池与储能电池技术及应用峰会论坛”得到深圳锂电协会、台湾电池协会、中关村储能产业联盟、欧洲蓄电池制造者协会、美国国际电池理事会、日本电池工业会、韩国电池工业协会、印度电池生产商协会等的大力支持。届时，将有国内专家、政府领导、名企老总以及来自台湾区的教授嘉宾以及国外的能源领域专家进行演讲、交流，真正为电池行业奉上一场高规格产业盛宴。
同时，GBF.ASIA亚太电池展还将与PV Guangzhou第八届广州国际太阳能光伏展、Power Expo第六届广州国际电源展以及亚洲最大生物质能源展-CNIBEE第五届亚太生物质能展一同举行。其中，广州国际太阳能光伏展已经举办七届，单届规模曾达到27500平米，占用广交会展馆A区三个展馆，第五届亚太生物质能展是亚洲最大的生物质能展览会，展览面积20000余平米。届时，电池、光伏、电源以及生物质能源总体展览面积将超75000平米，成为国内能源行业的航母级展览会。
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提供动力及储能电池产品专业化检测服务
徐亮介绍，国家动力及储能电池产品质量监督检验中心(浙江)是在长兴县质量技术监督检测中心的基础上批准筹建的。“国家中心的建设有着深厚的产业基础，长兴县的电池产业的发展是中心成立的外部环境，2013年长兴电池产业产值已过千亿。此外，本地政府和国家上级部门的大力支持，经济上、政策上的扶持为中心建设提供很大帮助。中心的成立也源于自身的努力，我们中心最初是从一个县级检测机构发展起来的，伴随着产业发展，2009年开始规划，2011年完成组建浙江省绿色动力电源产品检验中心，在此基础上，2013年6月经国家质检总局批准成立国家动力及储能电池产品质量监督检验中心，我们中心是一个集‘产品质量检测,检测技术研发、标准制订、技术服务’四位一体的国家质检中心。”徐亮说。
新能源、电动汽车等战略性新兴产业将成为我国未来重点发展产业，国家也制订和出台扶持新能源汽车的相关政策，据调查，未来小型化和汽车电动化是中国汽车未来发展的两大方向，2015年中国电动车保有量计划达100万辆，动力电池产能约达100亿瓦时。作为能量转换与储能的关键部件，蓄电池在新能源产业的发展中占据了越来越重要的地位，动力电池是新能源汽车的核心技术之一，用于新能源汽车的锂离子电池已经成为行业内部公认的发展方向，在新能源汽车用蓄电池领域，国际铅酸蓄电池行业也在开发先进技术。
“我们中心主要开展动力及储能电池检测，铅酸蓄电池、锂电池是我们的主攻方向。我们的检测项目覆盖动力及储能电池90%以上的产品，特别加强了对高电压、大电流、大容量电池、蓄电池组以及锂电池安全性能的检验能力。” 徐亮说。“目前中心已经获得CNAS、CMA等资质，我们的检测业务基本能够满足市场需求，但同时也存在一些个性化的业务不能满足，这个需要我们有市场化意识，通过自身能力的提升和与其它机构的合作来加以解决。”
徐亮表示，中心牵头和参与的标准制定有5个，其中国家标准有2个，行业标准有3个，现在中心还在参与起停电池的行业标准的制定工作。2013年，浙江省蓄电池标准化技术委员会(浙蓄标委)落户长兴，我中心作为浙蓄标委的秘书处单位，参与蓄电池相关标准制定，同时组织举办行业内每年的年会，收集行业信息，对于行业内标准缺失，制定方案，解决问题。
检测市场化格局下，中心拓展业务，打造全国业务布点
徐亮表示，现在的竞争越来越激烈，中心也倍感压力，但同时在激烈竞争中，亦有机会。中心检测样品量前两年还不是很大，随着设备的增加，能力的提升，检测范围的扩大，今年检测样品量开始倍数增长。检测产值从去年筹建到今年，初步统计达到500多万元。
“在巩固和保持原有的业务基础上加强市场化培养，这个也是我们中心始终坚持的，另外，加强中心能力提升，获得更多检测资质。” 徐亮说，“加强合作意识，目前已经实现相关实验室间的互认与业务上的合作”，他谈到未来中心会在优势检测项目基础上积极拓展业务，吸收和接纳国内外知名检测机构的管理理念。目前，中心已经和Intertek、TUV莱茵、中检集团等知名国内外第三方检测机构达成初步合作意向，在现阶段部分检测项目已经完成互认，在此基础上积极加强业务合作。
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