作者：津田 哲治

Principal Engineer

大家好，我是來自瑞薩電子的津田。瑞薩電子提供了車載級(jí)鋰離子電池控制系統(tǒng)評(píng)測(cè)套件(ISL78714BMS5XBEKIT1Z，ISL78714XB-EVKIT1Z)，并正在考察無線電池管理系統(tǒng)。

我參與了電池控制系統(tǒng)評(píng)測(cè)套件的示例應(yīng)用程序的軟件、模型的開發(fā)以及無線電池管理系統(tǒng)的PoC(Proof of Concept)模型的示例應(yīng)用程序的開發(fā)。

本文將從電池的電芯數(shù)量的觀點(diǎn)，對(duì)電池管理系統(tǒng)的趨勢(shì)、課題以及對(duì)策進(jìn)行說明。

1. 電池組和電池管理系統(tǒng)

電池組是提供驅(qū)動(dòng)EV的電力，組是由多個(gè)電芯構(gòu)成。比如1個(gè)電芯3.5V，96個(gè)電芯串聯(lián)構(gòu)成的一組電池電壓為：3.5×96=336V。電池管理系統(tǒng)的功能是監(jiān)測(cè)電池的電芯電壓、電池組電流和溫度、均衡電池中各電芯的電壓(此功能稱為電芯均衡)、控制電池組的繼電器，通過檢測(cè)值算出電池的充電率、劣化率等。

2. 電池的趨勢(shì)

我認(rèn)為電池的趨勢(shì)主要有兩個(gè)：一是為了增加續(xù)航里程的大容量化;另一個(gè)是為了實(shí)現(xiàn)高效率的高電壓化。從電芯數(shù)量來看，大容量化會(huì)增加并聯(lián)電芯的數(shù)量，高電壓化會(huì)增加串聯(lián)電芯的數(shù)量。

基于以上，我認(rèn)為電池組中的電芯數(shù)量有增加的趨勢(shì)。

3. 電池管理系統(tǒng)的趨勢(shì)

根據(jù)電池組的電芯數(shù)增加的觀點(diǎn)，我認(rèn)為以下是電池管理系統(tǒng)的趨勢(shì)：由于一個(gè)電芯監(jiān)測(cè)連接的電芯是有限的，所以電芯監(jiān)測(cè)會(huì)增加，從而導(dǎo)致電芯監(jiān)測(cè)間的電線、連接器增加。

4. 電池管理系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

在電芯監(jiān)測(cè)間的電線、連接器增加的情況下，我認(rèn)為會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問題：一是由于電池組的分割等布局更改，會(huì)導(dǎo)致電線長(zhǎng)度、成本、重量的增加;另一個(gè)是電線的斷線，連接器的接觸不良等障礙的增加。

5. 電池管理系統(tǒng)的對(duì)策

對(duì)于以上兩個(gè)問題的對(duì)策，我認(rèn)為可以把MCU和電芯監(jiān)測(cè)(Cell Monitor)間的通信從有線更改為無線。

上述的電池管理系統(tǒng)被稱為無線電池管理系統(tǒng)(wBMS)。

哪種無線標(biāo)準(zhǔn)更適合無線電池管理系統(tǒng)?就通信距離而言，無線通信分為短距離無線通信、PAN(Private Area Network)、LAN(Local Area Network)、MAN(Metropolitan Area Network)、WAN(Wide Area Network)。其中無線電池管理系統(tǒng)被分類為PAN。此外，PAN也存在多種無線標(biāo)準(zhǔn)。例如ZigBee、Bluetooth、Bluetooth Low Energy(BLE)。從通信速度、能量消耗的觀點(diǎn)上看，BLE更適用于無線電池管理系統(tǒng)。

根據(jù)上述內(nèi)容，無線電池管理系統(tǒng)的構(gòu)成請(qǐng)參考下圖。

無線電池管理系統(tǒng)的詳細(xì)信息，請(qǐng)點(diǎn)擊文末閱讀原文訪問查看。

我們目前正在編寫上述系統(tǒng)的PoC軟件。在PoC軟件開發(fā)中，需要解決MCU和BMIC間的通信時(shí)間問題，我們將在今后的相關(guān)文章中進(jìn)行說明，歡迎持續(xù)關(guān)注瑞薩電子公眾號(hào)。

原文標(biāo)題：工程師說 | 電池管理系統(tǒng)的趨勢(shì)、課題和對(duì)策

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審核編輯：湯梓紅