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              【技術】電動汽車BMS產品的創新之道何在?

              發布時間:2016-03-30

              導讀:?電動汽車BMS產品目前正處于“滯脹”的狀態。BMS產品可以分為軟件算法和硬件架構兩個相對獨立的部分,因為軟件算法更為專業高深,且與硬件部分關聯不大,本文只針對硬件架構與產品功能表現之間的聯系這部分內容進行分析討論。

                為了解決連線復雜的難題,出現了分布式架構的BMS。這種BMS是將信息采集傳遞的功能與其他功能獨立分離,整個系統分成了CSC(單體管理單元)、BMU(電池管理控制器),CSC安裝在單串電池上,負責本串電池信息采集和傳遞,每串電池的信息通過總線傳入BMU。這種架構通過總線解決了線束復雜的難題,而且安裝相對簡單,效率高,柔性好,適合不同電池組規模大小。分布式的BMS可以不用電池管理專用IC,是拋開專用IC進行創新設計的一個相對成功的思路。不足的是,分布式架構也沒有解決一一對應的關系和主動均衡的難題,CSC同樣需要設置地址(雖然可以在安裝后設置,比集中式架構在安裝前就需要確定要容易實現,出錯概率小),主動均衡仍然需要額外的線束和開關矩陣。而且因為每個CSC上都需要MCU和帶有隔離的通訊總線,價格要高于集中式架構BMS,尤其在低串數上優勢不大。

                分布式的思路給了集中式的一個很好的提示,這就是通過總線解決線束問題,專用IC也看到了其中的好處,迅速推出了帶有無需隔離的通訊總線,進一步完善了自己。半分布式架構,實際上是二級集中式的架構成為了BMS主流設計之一。這就是將整個電池組分為幾個模組,每個模組使用采用專用芯片設計成的一個小BMS,然后通過總線連接到一個*終的控制器上。半分布式架構集中了分布式的線束少的優點和集中式的設計簡單的優點,但是遺憾的是,以前架構沒能解決的問題也跟著繼承下來,一一對應的關系和主動均衡的難題仍然存在。

                追本溯源,一一對應的關系和主動均衡中開關矩陣的難題都來自于電池管理專用芯片的先天局限,盡管電池管理專用芯片也在不斷進化。因為是多串應用,在專用IC上,每個電池檢測通道必須事先就要確定編號,事后再得知每個通道的順序無法想象,目前看任何IC都無法設計出這么一個功能。同樣,開關矩陣也是來源于多串應用,又因為涉及到功率部分,這更是IC的天然弱勢,現有架構對主動均衡無能為力的原因就在于此。所以,如果是低串數,無需主動均衡功能的應用,采用專用IC方案是可行的,比如電動工具、電動自行車和電動摩托車;在電動汽車級別的使用中,尤其是要完成主動均衡功能,采用專用IC來設計BMS還是比較吃力的。

                從2015年的產量上看,電動汽車已經順利完成了產業的導入期,后面就是發展期。BMS急需解決痼疾,市場呼喚新品,只有跳出專用IC方案,BMS創新方可期待。


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