瑞薩電子提供了車載級鋰離子電池控制系統(tǒng)評測套件(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)評測套件的示例應(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)。
本博客從電池的電芯數(shù)量的觀點,對電池管理系統(tǒng)的趨勢、課題以及對策進行說明。
1. 電池組和電池管理系統(tǒng)
電池組是提供驅(qū)動EV的電力。組是由多個電芯而構(gòu)成。一個電芯的電壓為幾V,電池組的電壓為幾百V。比如1個電芯3.5V,96個電芯串聯(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,從檢測值算出電池的充電率、劣化率等。
2. 電池的趨勢
我認為電池的趨勢主要有兩個。一是為了增加續(xù)航里程的大容量化。 另一個是為了實現(xiàn)高效率的高電壓化。從電芯數(shù)量來看,大容量化會增加并聯(lián)電芯的數(shù)量,高電壓化會增加串聯(lián)電芯的數(shù)量。
基于以上,我認為電池組中的電芯數(shù)量有增加的趨勢。
3. 電池管理系統(tǒng)的趨勢
根據(jù)電池組的電芯數(shù)增加的觀點,以下我認為是電池管理系統(tǒng)的趨勢。由于一個電芯監(jiān)測連接的電芯是有限的,所以電芯監(jiān)測會增加。從而導(dǎo)致電芯監(jiān)測間的電線,連接器增加。
4. 電池管理系統(tǒng)的課題
在電芯檢測間的電線,連接器增加的情況,我認為會產(chǎn)生兩個課題。一是由于電池組的分割等布局更改,會導(dǎo)致電線長度,成本,重量的增加。另一個是電線的斷線,連接器的接觸不良等障害的增加。
5. 電池管理系統(tǒng)的對策
對于以上兩個課題的對策,我認為是把MCU和電芯檢測(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)。
哪種無線標準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也存在多種無線標準。例如,ZigBee、Bluetooth?、Bluetooth? Low Energy (BLE)。從通信速度、能量消耗的觀點上看,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)成請參考以下。
我們目前正在編寫上述系統(tǒng)的PoC軟件。在PoC中發(fā)現(xiàn)的一個課題是,MCU和Cell Monitor間的通信時間。我希望在下次的博客或者演示中進行說明。
審核編輯:郭婷
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