舉個(gè)具體的例子,TI無線方案實(shí)現(xiàn)方式如下(圖片來自于TI官網(wǎng)),每一個(gè)采集板上面有AFE進(jìn)行正常的電芯監(jiān)控,然后采集板與主控板之間通過無線方式進(jìn)行連接。
無線BMS解決方案主要目標(biāo)是將BMS的采集板與控制板之間的通信做成無線的方式,下圖為菊花鏈通信與無線通信的架構(gòu)對(duì)比(來自于TI官網(wǎng)):目前電動(dòng)汽車上的BMS方案中,采集板與控制板之間主要是菊花鏈通信,具體協(xié)議與每個(gè)廠家的AFE綁定,但對(duì)外都是差分通信的形式,還需要網(wǎng)絡(luò)變壓器做隔離傳輸;換成無線方案后,采集板可以去掉網(wǎng)絡(luò)變壓器、信號(hào)連接器以及線束,但新增了無線的MCU,如下圖TI方案中的CC2662,另外無線協(xié)議目前看也是與每個(gè)廠家綁定的,相互之間不兼容。
可以提供無線BMS方案的廠家目前已經(jīng)有很多了,例如TI、ADI、偉世通等等,針對(duì)具體無線的協(xié)議細(xì)節(jié)本文就不展開了;另外還見過一家名叫Dukosi的無線BMS方案很特別,它們利用近場(chǎng)無線通信(NFC)技術(shù),采集板、控制板背面靠近同一條線即可建立通信,而這條線與單板之間是非電氣式接觸的形式。
下面看下無線BMS的優(yōu)缺點(diǎn)(下圖來自于TI官網(wǎng)),表格中有一個(gè)重要因素沒有考慮,即成本;目前大家看到無線BMS在電動(dòng)汽車上面沒有廣泛地推廣起來(基本大家都在觀望和預(yù)研),其重要的原因就是成本問題;前面提到過,無線BMS方案增加了一個(gè)無線的MCU,它的成本現(xiàn)階段還不能被減少網(wǎng)絡(luò)變壓器與線束來吸收掉。
不過無線BMS現(xiàn)階段確實(shí)有量產(chǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合,在華為的基站儲(chǔ)能中使用過一個(gè)名字叫做iBAT的產(chǎn)品,它就是一個(gè)無線的BMS采集板,每個(gè)采集板采集對(duì)象是鉛酸電池,可以看到單板為12V供電,來自于電池本身。
其內(nèi)部PCBA單板上面只有一個(gè)采樣輸入連接器,對(duì)外的通信方式為ZigBee無線通信,單板上面還可以看到PCB走線天線,使用了TI的CC2538無線MCU。
華為的這種應(yīng)用中,由于每一個(gè)鉛酸電池尺寸比較大,成組不容易,所以每個(gè)電池都配置了各自的采集器,這樣的話通信線束的規(guī)模一下子就上來了,所以這里選用無線BMS方案更有優(yōu)勢(shì)。
從上面可以看到,如果后面有一種應(yīng)用需要對(duì)每一節(jié)電芯都布置單獨(dú)的采集板,此時(shí)使用無線BMS的優(yōu)勢(shì)就完全體現(xiàn)出來了;例如大唐NXP一直在推廣的單節(jié)電芯采樣芯片DNB1168(圖片來自于大唐NXP官網(wǎng)),它只針對(duì)單節(jié)電芯進(jìn)行采樣,并且具有電化學(xué)阻抗測(cè)量功能,但是這樣的話AFE之間通信的線束就會(huì)很多,所以使用無線通信方案是好的選擇。
除此之外,隨著技術(shù)的演進(jìn),相信無線芯片的成本也會(huì)降下來;現(xiàn)在也有一些公司在努力把AFE與無線通信功能做到一起,這也可能會(huì)帶來成本的降低。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:聊聊現(xiàn)階段無線BMS的方案與應(yīng)用
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