動力電池是電動汽車的關鍵部件，目前車企的動力電池及BMS系統大多靠外部采購，如此一來，車企面臨的一個很重要的問題就是如何對供應商進行管理，其核心是如何對不同供應商來源的電池相關產品進行一致性管理，包括硬件的合并和模塊化以及軟件算法和數據分析等。這種管理直接影響電池的安全性、耐久性和動力性，也就直接影響電動汽車的安全穩定運行性能，同時，對汽車的售后維護也有非常大的影響。本文從多供應商產品管理角度來探討車企對動力電池系統的管理問題，尤其是在整個車輛完整的生命周期里對這一問題的重要性和影響進行審視。
第一部分 兩類車企的電池供應案例
我們還是拿兩個比較典型的案例來看這個事情，國外選通用、國內選北汽。
1)通用汽車
通用汽車在鋰電池系統上做了很多的量產項目的嘗試，把各種技術路線都嘗試了一遍。如圖1所示，通用公司的電動汽車有著不同的各種電池系統，搭配不同的電池單體，如圖2所示。
圖1 通用汽車電動化的電池系統
實際上對于通用而言，要很好地管理這些不同規格配置的電池系統是個挺麻煩的事情，因為各類電池單體差異性很大，不過好在通用旗下每一種車型都是由一個固定的供應商來做的。
圖2 不同供應商不同類型的電池配合不同的需求
如果我們認真看一下電池管理系統的配置情況，可能就更加復雜了，這里面既包含了完全集成的BMS主控，也包含了分布的BMS系統。通用的整個電動化團隊其實是借用公司的EE硬件資源來完成電池電子的硬件開發，然后交由外部供應商生產，通用自己把主要精力放在了BMS的核心算法上面。我們可以看到動力電池系統的基本功能都是界定好的，而某些功能的具體配置、尤其是核心的功能配置，通用公司是自己主導完成的，如表2所示。而在這個過程里，通過對電池的壽命進行估計而調整的控制算法閾值，則是保證整個動力系統的售后的核心所在。
總體而言，通用之前更像是在各個方向以車型為單位考慮問題，每款車型有其相對個性化搭載的動力電池系統，所以基于旗下各類車型就配置了各種各樣的系統，整個電動化業務在硬件上并沒有考慮合并和模塊化，而在軟件上則采取了很多措施來確保電池的安全性能和使用壽命。
2)北汽新能源
國內企業拿北汽來舉例，是有原因的。
- 北汽的電池系統全部是面向純電系統的
- 北汽的每款車型的電芯規格差異巨大，供應商也完全不同
- 北汽的電池管理系統也是由不同廠家開發供應的
當然北汽新能源汽車的動力電池系統的整裝過程也是比較復雜的，為了符合不同的電池模塊的要求，如圖4所示，北汽特意設計了一整塊安裝板來固定BMS的子模塊和主模塊；通過購買硬件設計然后轉移，在底層軟件的基礎上，疊加自己的對不同電池系統的配置來實現多供應商，多系統的管理。我們不知道北汽是如何通過熱管理系統的設計、通過BMS管理系統的算法設計，順利實現對一個車系/車型的多供應商的切換與管理的，從而滿足多種車型的各類個性化需求。對動力電池系統的能否實現科學穩定的管理，尤其是在供應商比較多的情況下如何實現一致性管理，是關乎車企旗下電動汽車使用性能的，也牽涉到售后和維護成本。
圖3 北汽新能源電池系統的供應商分解
圖4 北汽的分布式電池管理系統示意
圖5 整個軟硬件是通過外部授權完成初步積累
第二部分 售后和故障率
1)電池壽命估算
僅就動力角度而言，我們最終要保證的是整個電池系統如何安全的度過保修期，在電池系統設計中，需要考慮使用時間、使用公里數、各類使用條件和使用環境下，電池系統各組件的耐久性表現。確保電池系統安全耐用的關鍵指標有兩個：
- 電池單體/系統在實驗室的測試數據
- 電池系統在設定的循環情況下現場實地的表現
對這兩個數據大的來源，需要建立一系列的模型，不停地糾正標準的壽命數據，然后以各種條件下的偏差來校核整個數據。雖然這個是一個離線的估計過程，其實也需要在BMS里面對電池壽命做差異化的考慮配置。從這個角度來看，為不同的供應商配置不同的性能參數管控其實是非常不容易的，再結合考慮壽命和耐久性方面的考慮，這基本就不是一個現實的做法。
圖6 電池壽命估計
2)BMS電池管理系統本身的壽命設計和故障率
從電池管理系統來看，其實際的工作時間比較長的：
1)電池管理單元運行時間，主要是車輛在行車狀態時的時間
2)電池管理單元充電時間：分快充和慢充，尤其以慢充的時間比較長
3)電池管理系統待機時間：車輛在總線上的時間，或者在特殊的模式下運行的時間
4)非運行時間：休眠狀態
所以整體來看BMS系統硬件的運行時間是挺長的，如果我們去一家車企看看它的數據庫，售后問題排在前列的就是各種各樣的BMS管理系統的質量問題。因此，我們非常有必要仔細評估整個硬件設計的失效率，從而評估其帶來的售后成本。對車企而言，這不僅僅是一個動力系統軟件算法需要抓在手里的問題，也是未來當產品處于壽命末期的時候，如果BMS出現問題，車企如何提供相關備件、提供到何種程度的問題，而且，BMS的軟件控制方面的特性，也會直接影響繼電器等相關電氣器件的壽命和失效率。
全文小結
1) 從軟硬件的考慮，電池管理系統都是構成電動汽車售后成本的一個核心，它不僅僅涉及到大量車輛動力調教的修改，DTC和安全的設定，也會影響到后期批量性的售后問題。
2)電池管理系統的技術需要從各個方向上去解讀，不僅僅是精度和算法的先進性，也涉及到這個部件本身的質量水平、耐久性和設計的合理性。
參考文件：
1)Chevrolet Volt Battery:BATTERY 101
作者：朱玉龍
