聊聊现阶段无线BMS的方案与应用

lichengwan

最近在出差，空余时间比较少；出差到现场确实收获挺大的，对某些产品的具体细节了解得更深入了。

这次想一起聊一下无线BMS的内容，关于这部分相信大家之前都接触过各种厂家的无线BMS实现方案，如TI的无线介绍：


video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2793429009308106756
举个具体的例子，TI无线方案实现方式如下（图片来自于TI官网），每一个采集板上面有AFE进行正常的电芯监控，然后采集板与主控板之间通过无线方式进行连接。



无线BMS解决方案主要目标是将BMS的采集板与控制板之间的通信做成无线的方式，下图为菊花链通信与无线通信的架构对比（来自于TI官网）：目前电动汽车上的BMS方案中，采集板与控制板之间主要是菊花链通信，具体协议与每个厂家的AFE绑定，但对外都是差分通信的形式，还需要网络变压器做隔离传输；换成无线方案后，采集板可以去掉网络变压器、信号连接器以及线束，但新增了无线的MCU，如下图TI方案中的CC2662，另外无线协议目前看也是与每个厂家绑定的，相互之间不兼容。



可以提供无线BMS方案的厂家目前已经有很多了，例如TI、ADI、伟世通等等，针对具体无线的协议细节本文就不展开了；另外还见过一家名叫Dukosi的无线BMS方案很特别，它们利用近场无线通信（NFC）技术，采集板、控制板背面靠近同一条线即可建立通信，而这条线与单板之间是非电气式接触的形式。（下图来自于网络）



下面看下无线BMS的优缺点（下图来自于TI官网），表格中有一个重要因素没有考虑，即成本；目前大家看到无线BMS在电动汽车上面没有广泛地推广起来（基本大家都在观望和预研），其重要的原因就是成本问题；前面提到过，无线BMS方案增加了一个无线的MCU，它的成本现阶段还不能被减少网络变压器与线束来吸收掉。



不过无线BMS现阶段确实有量产的应用场合，在华为的基站储能中使用过一个名字叫做iBAT的产品，它就是一个无线的BMS采集板，每个采集板采集对象是铅酸电池，可以看到单板为12V供电，来自于电池本身。



其内部PCBA如下图所示，单板上面只有一个采样输入连接器，对外的通信方式为ZigBee无线通信，单板上面还可以看到PCB走线天线，使用了TI的CC2538无线MCU。



华为的这种应用中，由于每一个铅酸电池尺寸比较大，成组不容易，所以每个电池都配置了各自的采集器，这样的话通信线束的规模一下子就上来了，所以这里选用无线BMS方案更有优势。

从上面可以看到，如果后面有一种应用需要对每一节电芯都布置单独的采集板，此时使用无线BMS的优势就完全体现出来了；例如大唐NXP一直在推广的单节电芯采样芯片DNB1168（图片来自于大唐NXP官网），它只针对单节电芯进行采样，并且具有电化学阻抗测量功能，但是这样的话AFE之间通信的线束就会很多，所以使用无线通信方案是好的选择。



除此之外，随着技术的演进，相信无线芯片的成本也会降下来；现在也有一些公司在努力把AFE与无线通信功能做到一起，这也可能会带来成本的降低。

总结：

以上所有，仅供参考。