BMS優(yōu)化與無線方案為電動汽車產(chǎn)業(yè)賦能

ADI公司致力于解決儲能系統(tǒng)、替代動力總成類型和車輛電氣化子系統(tǒng)的問題。ADI通過提供電池管理、高壓隔離、電池化成和測試、位置速度檢測和電流檢測解決方案，讓系統(tǒng)變得更小巧、更輕盈、更高效，同時不影響性能。

ADI中國汽車電子事業(yè)部資深戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理陳晟 (Edward Chen)

1   BMS電池包系統(tǒng)管理的優(yōu)化

BMS電池包系統(tǒng)管理是汽車電氣化的關(guān)鍵，而精度是BMS的1個重要性能指標(biāo)。為了防止過度充電和放電，電池單元通常應(yīng)保持在滿容量的10%~90%之間。例如在85 kWh的電池中，可用于正常行駛的容量僅為67.4 kWh。如果

測量誤差為5%，為了繼續(xù)安全地進(jìn)行電池運(yùn)行，必須將電池容量保持在15%~85%之間。可見，總可用容量從80%減少到了70%。如果將精度提高到1%（例如對于磷酸鐵鋰電池，1 mV的測量誤差相當(dāng)于1%的充電狀態(tài)誤差），那么電池現(xiàn)在可以在滿容量的11%~89%之間運(yùn)行，增加了8%。使用相同的電池和精度更高的BMS，可以增加每次充電的行駛里程。從第一款電池管理IC開始，ADI堅持用最好的產(chǎn)品性能提供最優(yōu)秀的BMS解決方案。ADI的多節(jié)電池、高電壓電池組監(jiān)視器系列是完整的電池監(jiān)視 IC，它們內(nèi)置了16位ADC、精準(zhǔn)的電壓基準(zhǔn)、1個高電壓輸入多路復(fù)用開關(guān)MUX和1個isoSPI接口?？梢园堰@些器件以菊花鏈的方式串聯(lián)起來（無需使用光耦合器或光隔離器），以監(jiān)視到長串聯(lián)接電池中每節(jié)電池電壓。LTC6811 / LTC6812 / LTC6813 / LTC6810 多節(jié)電池的電池組監(jiān)視器，就是專門針對新能源汽車應(yīng)用，滿足AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)。無論面對什么環(huán)境，ADI BMS產(chǎn)品都能把精度誤差控制在非常小的范圍內(nèi)，且可以保持10年不變。能做到這樣的成績主要是因為ADI BMS產(chǎn)品內(nèi)嵌了1個齊納基準(zhǔn)電壓源(Buried Zener Reference)的技術(shù)，這是個非常穩(wěn)定的基準(zhǔn)源，能夠給測量系統(tǒng)提供很精確的特性。

2   無線BMS的優(yōu)勢

ADI也推出了汽車行業(yè)首款用于電動汽車的無線電池管理系統(tǒng)（BMS），而通用汽車的Ultium電池平臺將使用這套系統(tǒng)。ADI近年來推動了基于ADI專利的創(chuàng)新無線BMS架構(gòu)應(yīng)用，可以消除電池包內(nèi)的通信布線，使汽車制造商能夠更加靈活地將電池平臺擴(kuò)展至多種車型并實現(xiàn)量產(chǎn)，無線BMS免去了傳統(tǒng)通信線束的使用，節(jié)省了高達(dá)90%的線束和高達(dá)15%的電池組體積，提高了設(shè)計靈活性和可制造性，并提高了電池包裝配效率并降低了裝配過程中出錯的可能性，降低了車廠的售后成本，同時不會影響電池使用壽命內(nèi)的里程數(shù)和精度。

ADI無線BMS將電源、電池管理、射頻通信和系統(tǒng)功能等所有集成電路、硬件和軟件整合在單個系統(tǒng)級產(chǎn)品內(nèi)，通過采用ADI公司經(jīng)過驗證的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先BMS電池電芯測量技術(shù)，支持ASIL-D安全性和模塊級安全性。通過提高車輛使用壽命期間的精度，無線BMS系統(tǒng)可最大化單個電芯的能量利用率，從而實現(xiàn)優(yōu)異的車輛續(xù)航里程，并支持安全且可持續(xù)的無鈷電池化學(xué)材料，如磷酸鐵鋰(LFP)。

更值得關(guān)注的是，無線BMS還可以進(jìn)一步與大數(shù)據(jù)和人工智能融合，為電動汽車在全生命周期的使用、流通和回收賦能。

①客戶可以利用無線BMS更方便地去收集電池數(shù)據(jù)，能夠用這些數(shù)據(jù)來通過機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能預(yù)測電池的性能和表現(xiàn)，使相應(yīng)的整車和電池的性能可以充分發(fā)揮出來。

并以此來提供更多的智能服務(wù)，這樣能為整車廠和消費(fèi)者帶來更多更好的服務(wù)。

②無線BMS可以幫助建立電池從生產(chǎn)制造到倉儲運(yùn)輸、到車內(nèi)電池維修維護(hù)、最后到回收整個生命周期的監(jiān)測和追蹤，采集的數(shù)據(jù)與人工智能算法融合，可以延長電池以及整個電動汽車的生命周期，提高電動汽車的殘值，確保電動汽車在二手車市場更有吸引力。

在2020年年初“中國電動汽車百人會論壇(2020)”召開期間，ADI與中國電動汽車百人會簽署戰(zhàn)略合作備忘錄，共同發(fā)起成立“電池全生命周期聯(lián)合創(chuàng)新中心”。實現(xiàn)對動力電池容量、壽命、安全、檢測、回收等全生命周期監(jiān)測與管理，對促進(jìn)新能源汽車推廣使用至關(guān)重要，該中心將著手于調(diào)研解決新能源車電池領(lǐng)域，如電池安全、電池估值和數(shù)據(jù)共享等一系列關(guān)鍵問題，并將吸納更多產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)加入形成跨行業(yè)、跨學(xué)科、跨部門的產(chǎn)業(yè)研究平臺。

（注：本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2020年12月期）