电动汽车BMS的无线新时代_汽车电池无线管理

2020年上半年，由于政府补贴退坡以及新冠肺炎疫情影响了市场需求，中国这一全球最大的新能源汽车市场增长有所放缓。但IHS Markit的最新数据显示，2021年，中国新能源汽车市场预计将恢复两位数增长，到2025年，纯电动汽车市场的上市车型将从2020年的237款增长至超过320款，产量将达到480万辆，市场份额为17%；插电式混动汽车产量预计将达到160万辆左右，市场份额为6% 。
从全球角度来看，全球纯电动汽车产量将从2019年的197万辆，增长至2027年的1,447万辆，约占轻型汽车总产量的15% 。中国、欧洲和北美将占据全球85%以上的纯电动汽车产量，仅中国的产量就超过了40% 。

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BMS的"焦虑"尽管电动汽车已经成为当前汽车行业最重要的发展趋势之一，但消费者对其续航里程、安全性，乃至后期电池回收利用状况的顾虑，一直是阻碍电动汽车取得更快发展的原因所在。
ADI资深战略与业务发展经理陈晟认为当前制约电动汽车市场发展主要有两大因素：首先，对电动车续航里程和电池安全性仍有顾虑；其次，因关键大件电池残值难以评估而导致二手车交易不畅，电池回收梯次利用也面临瓶颈。
"如果我们能够搭建一个可以实时监测的数据收集分析平台，以及支持数据实时收集的无线电池管理系统(WBMS)，通过实时监测并分析电池运行的温度、电压和电流等关键数据的变化特性，对自燃风险进行提前预警，或是对二手车电池进行残值评估，上述两大问题将有望得到解决。"陈晟说。
德州仪器(TI)中国区嵌入式与数字光处理应用技术总监师英同样谈到了电动汽车电池管理系统(BMS)从有线走向无线的变化趋势。众所周知，当前主流电动汽车所采用的BMS架构主要以有线方式为主，即通过基于菊花链配置的线束来连接电池组。然而，这几磅重的电缆会对续航里程、可靠性、价格和安全性等方面产生不可忽视的负面影响。对电动汽车而言，BMS的安全性是一个关键参考因素，要求非常严格。
在他看来，传统有线BMS方案的最大弊端，在于每节电池都必须通过电缆连接到一个调节电量表现的监控器上，这使得线束和连接器成为导致电缆故障的常见原因。通常情况下，因为电缆故障而进行的保修费用高，更换电池也很昂贵。于是，为了使电缆连接更可靠，制造商往往采用重型铜线，由于典型的电动汽车串联了近100节电池，几英尺/米和几磅/公斤的重型铜线会形成迷宫般庞大的电池管理布线，占用了许多宝贵的空间。
传统有线BMS方案是不是正在陷入一个无解的"死循环"之中？ADI和TI两大模拟芯片巨头力挺的WBMS方案又有何神奇之处？
从"有线"到"无线"按照陈晟的说法，传统电动汽车的电池连接非常复杂，电池模组之间需要相应的线束连接，如果无线BMS能够将电源、电池管理、射频通信和系统功能等所有集成电路、硬件和软件整合在单个系统级产品内，随之而来的优势将包括：

不再需要使用信号采样线连接电池，避免了由于线缆和接插件的安装错误造成的可靠性问题；
节省了高达90%的线束和高达15%的电池组体积，提高了电池包的能量密度，提高设计灵活性和可制造性；
支持ASIL-D级别的功能安全和模块级安全性；
汽车制造商能够将电动汽车平台灵活扩展至多种车型，以满足消费者不断发展的需求。

在ADI和中国电动汽车百人会共同发起的一项名为"基于无线传输与云服务的汽车锂电池寿命及健康状态监测"的项目中，我们看到了双方为此做出的有益尝试。这是一项基于ADI无线电池管理系统的技术和平台方案，通过全程无线实时的电池数据监测，可以做到全生命周期的电池安全和性能监测。目前，ADI为该项目提供了独立开发的电池全生命周期端云结合管理平台演示系统，可以实现电池从制造过程(分容化成)、仓储、电池运输、车辆生产、道路行驶、维护，到二手车交易及电池梯次利用在内的完整生命周期的监测和管理。
【电动汽车BMS的无线新时代】

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