作者| 吴晓宇
编辑| 王艳
四年前，《独立一哥》的制作基地扩展到西安。
2017年7月，吉利控股集团与西安市政府签署合作协议，吉利超级智能黑光工厂项目落户西安市高陵区卫东路。 当年11月，西安工厂正式开工建设。
“西安不仅是丝绸之路经济带上最好的中转集散配送中心，超级智能工厂所在的经济开发区是首批国家新型工业化（汽车）产业示范基地，形成了整车制造、发动机、车桥、零部件等为较为完整的汽车产业链之一。 来自吉利的相关人士介绍。
如今，西安工厂已成为吉利汽车旗下占地面积最大、总投资最大的工厂。 工厂占地面积2260亩，总投资逾百亿元。 拥有冲压、焊接、涂装、总装四大车间。 不仅如此，该工厂还是吉利最先进、最智能的工厂。
10月13日，当第3万辆星越L下线时，吉利西安制造基地迎来了首次限时开工。
年产能36万辆，目前仅生产星月L
“西安工厂的满负荷年产能为36万辆，”吉利西安公司副总经理李维扬说。 “目前，西安工厂生产星月L。未来，西安工厂还将承接SEA框架下的部分产品。”
星越L是吉利汽车基于CMA超级矩阵打造的车型之一。 是吉利“中华之星”高端系列的代表车型之一。 7月20日正式上线，“中华之星的使命是打破强势合资品牌的垄断，继续用高端产品为中国汽车争取价值。” 吉利汽车销售公司副总经理徐东伟表示。
据徐东伟介绍，高端车型占星越L销量的62%，全系平均裸车成交价达到17.05万元。 今年9月，星悦L销量达到10168辆，上市两个多月累计销量26263辆。 当前订单超过 60,000 台。 “目前主要是受到芯片供应的限制，可以说芯片有多少，星月L就有多少。”李未央介绍道。
“截至目前，吉利的销量即将突破百万辆，”吉利汽车销售有限公司常务副总经理范俊义补充道。
星月L 交货数量
在混动领域的规划方面，徐东伟透露，吉利的GHS2.0智能混动系统将首先搭载在“中华之星”上，“所以西安工厂生产的星越L肯定会搭载”。 据他介绍，吉利GHS2.0智能混动系统可实现全球最高热效率43.32%，节油率超过40%，全功率区间OTA，在动力、智能、油耗等方面具有优势.
与特斯拉等纯电动品牌的制造基地相比，吉利西安工厂也有自己的特点。
“西安工厂生产的车型可以涵盖燃油、纯电动、混合动力等不同动力来源。”李未央介绍道。 这意味着西安工厂在生产端涵盖了所有能源产品。
此外，工厂还可以“多平台共线生产”，适用于3大平台6款车型。 为B型，采用全自动转盘和切换库进行模型切换，1分钟内即可完成。
按照李未央的说法，西安工厂依旧是一个高度自动化的生产工厂。 目前员工总数不足2000人。
智能工厂中的“头发质量控制”
“黑光工厂”是“黑暗”的直译。 吉利西安制造基地可在黑光状态下实现冲压、焊接、涂装等主要工序。
工厂100%自动化，共有696台机器人。 “全自动冲压工艺、全自动车身焊接工艺和装配工艺确保星月L整车零部件的累计误差控制在0.5毫米以内楼宇自控系统厂家西安，相当于半个人发丝的精度误差。” 吉利官方介绍。
电动汽车的电池有时会使用锂电池。 这种电池材料具有一定的特性，可以防止其在超高低温下过充、过放、过流、短路和充放电。 因此，锂离子电池总会伴随着一个精致的BMS，BMS指的是电池管理系统，也叫保护板。
1.BMS功能
首先，我们将详细介绍它的四个主要功能。
(1)感知与测量 测量是对电池状态的感知
这是BMS的基本功能，包括一些指标参数的测量和计算，包括电压、电流、温度、功率、SOC（状态）、SOH（状态）、SOP（功率状态）、SOE（状态).
SOC可以通俗的理解为电池还剩多少电量，它的值在0-100%之间，是BMS中最重要的参数； SOH是指电池的健康状态（或电池劣化程度），是当前电池的实际容量 额定容量与额定容量的比值，当SOH低于80%时，电池不能在电源环境中使用。
(2)报警与保护
当电池处于异常状态时，BMS可以向平台发出告警，保护电池并采取相应措施。 同时将异常告警信息发送至监控管理平台，生成不同级别的告警信息。
例如当温度过热时，BMS会直接断开充放电回路，进行过热保护，并向后台发出告警。
锂电池主要针对以下问题发出告警：
过充：单体过压、总电压过压、充电过流；
过放：单体欠压、总电压欠压、放电过流；
温度：电池温度过高，环境温度过高，MOS温度过高，电池温度过低，环境温度过低；
状态：进水、碰撞、倒置等
（三）均衡管理
平衡管理的必要性来自电池生产和使用的不一致性。
从生产的角度来看，每一种电池都有自己的生命周期和特点。 没有两块完全相同的电池。 由于隔膜、正极、负极等材料的不一致，不同电池的容量不可能完全相同。 例如，组成48V/20AH电池组的每个电芯在电压差、内阻等一致性指标上都有一定范围的差异。
从使用的角度来看，电池在充放电过程中，电化学反应的过程永远不可能一致。 即使是同一个电池组，由于温度和冲击的不同，电池的充放电容量也会不同，导致电芯容量不一致。
因此，电池既需要被动均衡，也需要主动均衡。 即设置一对开始和结束均衡的阈值：例如，在一组电池中，当个别电压的极值与该组电压的平均值之差达到50mV时，均衡为开始，均衡结束于 5mV。
(4) 通信与定位
BMS有独立的通信模块，分别用于数据传输和电池定位，可将感知和测量的相关数据实时传输至运营管理平台。
2、BMS保护工作原理
BMS包括控制IC、MOS开关管、保险丝Fuse、NTC热敏电阻、TVS瞬态电压抑制器、电容和存储器等，其具体形式如图所示：
上图中控制IC通过控制MOS开关管实现电路的通断来保护电路，FUSE在此基础上实现二级保护； TH是温度检测，里面是10K的NTC； NTC主要实现温度检测； TVS 主要是抑制浪涌。
(1)初级保护电路
控制IC 上图中的控制IC负责监测电池电压和回路电流，控制两个MOS的开关。 控制IC可分为AFE和MCU：
AFE（Front End，模拟前端芯片）是电池的采样芯片，主要用于采集电芯的电压和电流。
MCU（（单元，单片机芯片）主要对AFE采集的信息进行计算和控制。
两者的关系如图所示：
1.模拟前端
AFE一般是6脚芯片，CO、DO、VDD、VSS、DP和VM，介绍如下：
CO：（电荷控制）；
DO：（放电控制）；
VDD：电源电压，又称输出电压，是电压最高的地方；
VSS：参考电压，电压最低的地方；
VM：监测MOS两端的电压值。
BMS正常时，CO、DO、VDD为高电平，VSS、VM为低电平，当VDD、VSS、VM任一参数发生变化时，CO或DO端的电平都会发生变化。
2.单片机
MCU是指微控制单元，又称单片机，具有高性能、低功耗、可编程、高度灵活等优点。 广泛应用于消费电子、汽车、工业、通讯、计算、家电、医疗器械等领域。
在 BMS 中，MCU 充当大脑，通过其外围设备捕获来自传感器的所有数据，并处理数据以根据电池组的配置文件做出适当的决策。
MCU芯片对AFE芯片采集到的信息进行处理，起到计算（如SOC、SOP等）和控制（MOS关、开等）的作用，因此电池管理系统对MCU芯片的性能。 AFE和MCU通过控制MOS实现对电路的保护。
3.MOS
MOS是Metal-Oxide-Field-的缩写，简称场效应管，在电路中起开关作用，分别控制充电电路和放电电路的通断。
它的导通电阻很小，所以它的导通电阻对电路的性能影响很小。 正常情况下，保护电路的消耗电流为μA级，通常小于7μA。
4、BMS初级保护的实现：控制IC与MOS联动
锂电池如果过充、过放或过流，会引起电池内部的化学副反应，严重影响电池的性能和使用寿命，并可能产生大量气体，使内部压力迅速升高电池并最终导致压力释放。 阀门打开，电解液喷出造成热失控。
当出现上述情况时，BMS会启动保护机制，执行如下：
以上可以简述为：
(2)二级保护电路：三端保险丝Fuse
出于安全考虑，仍需增加二级保护机制。 现阶段，REP（内置电阻保护器）应用更为广泛，而三端熔断器Fuse相较而言更具性价比。
当电流过大时，Fuse会熔断，原理与普通保险丝相同； 当MOS处于异常工作状态时，主控会自动熔断三端保险丝。
这种安全保护机制的主要优点是功耗低、响应速度快、保护效果好。 现阶段具有较高的适用性，已广泛应用于电动汽车、手机等设备。
(3) 三级保护电路：NTC和TVS
1.NTC热敏电阻
热敏电阻，顾名思义，对热极为敏感，是可变电阻的一种，主要分为PTC和NTC。
PTC（，正温度系数热敏电阻），温度越高，阻值越大，主要用于灭蚊器、取暖器等产品。
NTC（ ）与PTC相反，温度越高阻值越低，主要用作电阻式温度传感器和限流器件。
锂电池的BMS一般采用NTC。 相比较而言，该产品功耗低，精度高，响应速度快，具有三大主要功能。
(1) 温度测量
利用该电阻的特性，可以测量以下三个温度范围：
电芯温度：在电芯之间放置NTC热敏电阻，测量电芯的温度。 需要考虑每个 NTC 覆盖的小区数量。
电源温度：在MOS之间放置NTC热敏电阻来测量电源温度。 安装时需要保证NTC与MOS器件紧密接触。
环境温度：将NTC热敏电阻放置在BMS板上测量环境温度，安装位置要求远离功率器件。
(2) 温度补偿
大多数元件的电阻会随着温度升高而增加。 这时就需要使用NTC进行补偿，以抵消温度带来的误差。
(3) 抑制浪涌电流
浪涌（surge）又称浪涌，是超出稳定值的瞬间峰值，包括浪涌电压和浪涌电流。
电子电路在开启时会产生很大的浪涌电流，容易造成元器件损坏。 使用NTC可以防止这种情况的发生，保证电路的正常工作。 对于浪涌保护，需要 TVS。
2. TVS瞬态电压抑制器
TVS( )是瞬态电压抑制器，响应速度快，适用于端口保护。 具体实现如下：
当电路出现异常高压时，TVS会迅速调整阻值状态，将瞬时电流释放到地，保护后续电路不受损坏； 电压异常情况结束后，TVS恢复正常。
3、BMS关键部件国产化
目前，国内BMS制造工艺中对相关核心芯片尤其是AFE芯片的研究极度缺乏。 宁德时代董事长曾毓群曾表示，宁德时代在电池生产过程中并没有直接涉及美国的技术、材料或设备，现在唯一依赖美国的就是BMS中的芯片。
(1) AFE模拟前端芯片
从市场份额来看，仅AFE芯片厂商，美国就占据了全球70%的市场份额，其中 和德州仪器已经占据了60%左右，而国产芯片目前正在快速崛起的厂商是中盈电子、芯海科技和Sirip。
(2)单片机芯片
MCU芯片方面，市场份额主要被欧美、日本和台湾企业占据。 只有NXP（荷兰NXP）、（美国 ）、ST（ ）、（德国）占据了80%以上的份额，中国大陆企业份额非常小，只有和 Ocean 在增长快点。
4. BMS问题及优化方向
BMS不仅仅是BMS研发厂商的责任，它是一个需要电池厂商、BMS厂商、PACK厂商，尤其是换电运营商共同参与的系统工程。
(1) 电力交易所运营商
BMS作为锂电池的管控系统，本质上是将基于用户需求的操作体验提炼、总结、固化到BMS中。 换电商离用户最近，最了解用户的需求。 因此，换电运营商是BMS的龙头。
(2) BMS厂商
BMS制造商最了解电子电路。 基于电池的性能，结合换电运营商的需求，BMS架构的构建和开发起到了承前启后的作用。 但其弱点也非常突出，主要是对电芯的理解深度不够理想，导致控制策略与实际电芯存在差异。
(3) 电芯厂商
电芯厂商最懂化学，化学其实是整个BMS控制的基础，因为BMS的所有控制都是基于电芯和电池组。 但目前电芯厂商对电子电路的理解还需要提高，比如哪种信息采集方式可以采集到最准确的电芯信息。
(4) PACK厂商
PACK厂商将电池和BMS组装成电池组。 电池的排列方式、BMS的摆放位置、总成的加工工艺，都会影响BMS功能实现的程度和准确度。 PACK厂商需要根据换电商的要求，从产品质量的角度，从终检的角度，对电芯和BMS厂商提出相关要求。
因此，BMS保护逻辑的设计是操作经验的积累和固化，保护逻辑的有效实现需要基于电池的电路设计和产品性价比的提升。 Cell厂商、BMS厂商、PACK厂商要在换电运营商的带领下，既做好本职工作，又要做好相互协调电池ibms系统，形成BMS产品系统集成的合力，成为BMS产品系统集成的合力。为 BMS 的开发和未来解决问题奠定基础。 唯一办法。
