一、為什么選用無線BMS？

1、結(jié)構(gòu)上更安全

從現(xiàn)在開始，我們無需再為鋰電池組的PACK焊接電壓采集信號線而煩惱。只需將它們串聯(lián)或并聯(lián)連接即可，大大減少了配線的復(fù)雜性。此外，更重要的是，這種連接方式避免了由于線束問題所帶來的各種隱患。

2、能量密度提升

減少鋰電池組的線束，使電池組空間利用效率提高，重量、體積都得到改善，能量密度也提高了。

3、整體PACK的成本降低

減少了線束連接插件，監(jiān)控模塊等等部件的成本。

4、更智能化更簡易化

通過CAN總線通訊，無線傳輸，對監(jiān)控管理電池組的電壓、SOC、電流、溫度、運行狀態(tài)等參數(shù)更加智能化了。無線BMS可以收集電池的數(shù)據(jù)，不僅可以預(yù)測電池的性能，還可以跟蹤監(jiān)測到整車生產(chǎn)、倉儲運輸、售后維護、電池回收等等，整個鋰電池組的生命周期都將數(shù)據(jù)化。

二、無線BMS哪些難關(guān)或挑戰(zhàn)？

無線電池管理系統(tǒng)(wBMS)的新時代，安全任務(wù)成為焦點。只有在從設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)以及電動汽車電池的整個生命周期都能確保安全的情況下，才能實現(xiàn) wBMS 技術(shù)的全部優(yōu)勢。從這個角度來看，安全性需要系統(tǒng)級的設(shè)計理念，包括流程和產(chǎn)品。

1、無線BMS應(yīng)用到整個電池組PACK中，它的電磁兼容性是個難關(guān)。

2、抗干擾的穩(wěn)定性上，也是一種挑戰(zhàn)，一旦無線BMS的無線傳輸被干擾，未能及時對鋰電池組做出保護響應(yīng)，隱患無窮。

三、以T1為例：無線BMS的本質(zhì)是什么

無線BMS的本質(zhì)是用無線通信的技術(shù)，減少了從控CSU之間、從控與主控BMS之間的連接線，而電壓&溫度的采樣、以及將電壓和溫度傳送至從控CSU的方案不受影響；此外，BMS與繼電器、Pyrofuse、整車VCU之間的控制連接線也不受影響，這些地方當(dāng)前主流的方案均可使用。

這點可以從AD的方案中看出，如下，左圖是當(dāng)前常規(guī)型BMS，右圖是無線BMS方案。

減少的是模組Module與從控CSU之間的灰色線、CSU之間與CSU和主控BMS之間的藍色線（菊花鏈）。從TI的示例中也可以看出，所替代的僅是上圖（常規(guī)BMS）中的虛線部分。

如果想要擺脫那些繁瑣的線束，就需要依靠無線通信技術(shù)。這種技術(shù)通過一個小巧的無線芯片來實現(xiàn)，它能夠與現(xiàn)有的采集芯片和主控器芯片無縫集成，從而組成全新的BMS板。換句話說，我們可以通過這種無線通信技術(shù)來簡化電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并提高整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

以TI的無線BMS方案為例，主要由兩部分構(gòu)成，一個是負責(zé)電芯電壓和溫度采樣的監(jiān)控&均衡從控模塊CSU，一個是主控單元。

監(jiān)控&均衡的模塊由采集芯片BQ79616-Q1+無線通信芯片CC2662R-Q1構(gòu)成，BCU部分也是加上了無線通信芯片CC2662R-Q1。

其中，采集芯片BQ79616-Q1與現(xiàn)在常規(guī)的BMS采集芯片類似，主要組成如下，采集6串電芯，可支持到12串、14串、16串。TI的這款芯片有個特別之處，在于它宣稱可以在硬件水平上做到功能安全ASIL D的等級，而不需要軟件再去做相應(yīng)的安全開發(fā)。

無線通信芯片CC2662R-Q1的構(gòu)成如下，它是TI自己開發(fā)的一個芯片，最主要的是它的通信協(xié)議也是自己開發(fā)的。

由于沒有線束這種實物連接的存在，主控MCU和從控CSU之間無需再做額外的電絕緣處理，這進一步減少了無線BMS在硬件電路上的元器件成本，和設(shè)計組裝的復(fù)雜性。

四、有沒有必要采用無線BMS

有必要上無線BMS嗎？

就目前的BMS方案來看，我覺得不一定，主要還是成本。

首先，無論AD也好，還是TI也好，在對比當(dāng)前BMS方案時，所對比的是非常久遠的方案：有長長的線束、有錯綜復(fù)雜的布置，但實際上它僅僅是減少從控、主控之間的連接，其他領(lǐng)域的連接技術(shù)已經(jīng)進化了，比如現(xiàn)在用FPC代替采樣、或是直接將采集板與電芯布置在一起，用busbar等完成采樣或直接與電芯接觸（代表的案例是Model S Plaid、漢EV CTP、MODEL 3/Y），但這些位置的線束，并不是因為采用了無線BMS而省掉的。

由于現(xiàn)在電芯在電池包內(nèi)的高度集成，已經(jīng)把從、主控之間的連接簡化為2-3根線束，不再是復(fù)雜的設(shè)計，只是無法實現(xiàn)全自動化。

下面看下無線BMS的優(yōu)缺點（下圖來自于TI），表格中有一個重要因素沒有考慮，即成本；目前大家看到無線BMS在電動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。

另一個方面，無線BMS在模組技術(shù)時代，能更好地應(yīng)用于電池包退役后的梯次利用（模組級別），但隨著電池包更高的集成度，模組時代也正在被淘汰，一切都還有太多的不確定因素。

“單從技術(shù)角度來看，無線BMS無疑是值得研究的，不僅僅是零部件廠家，整車企業(yè)、電池企業(yè)包括寧德時代都在研究；但從商業(yè)和產(chǎn)業(yè)化角度來看，這最終仍是個成本與收益的較量，在現(xiàn)行的BMS集成方案上，看不到無線所代來的顯著優(yōu)勢?！?/p>

五、無線BMS哪些方案

要說能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接的技術(shù)，其實不在少數(shù)，不管是藍牙、Zigbee、Thread還是Wi-Fi、專有2.4GHz都能實現(xiàn)。在無線產(chǎn)品市場我們可以找到很多支持不同連接協(xié)議的產(chǎn)品。

大家之前都接觸過各種廠家的無線BMS實現(xiàn)方案，如TI的無線介紹：舉個具體的例子，TI無線方案實現(xiàn)方式如下（圖片來自于TI），每一個采集板上面有AFE進行正常的電芯監(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)對比（來自于TI）：

目前電動汽車上的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)議與每個廠家的AFE綁定，但對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，針對具體無線的協(xié)議細節(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。

不過無線BMS現(xiàn)階段確實有量產(chǎn)的應(yīng)用場合，在華為的基站儲能中使用過一個名字叫做iBAT的產(chǎn)品，它就是一個無線的BMS采集板，每個采集板采集對象是鉛酸電池，可以看到單板為12V供電，來自于電池本身。

其內(nèi)部PCBA如下圖所示，單板上面只有一個采樣輸入連接器，對外的通信方式為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，由于每一個鉛酸電池尺寸比較大，成組不容易，所以每個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。

從上面可以看到，如果后面有一種應(yīng)用需要對每一節(jié)電芯都布置單獨的采集板，此時使用無線BMS的優(yōu)勢就體現(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），它只針對單節(jié)電芯進行采樣，并且具有電化學(xué)阻抗測量功能，但是這樣的話AFE之間通信的線束就會很多，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，相信無線芯片的成本也會降下來；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，這也可能會帶來成本的降低。