电池管理系统的趋势、课题和对策

　　瑞萨电子提供了车载级锂离子电池控制系统评测套件（ISL78714BMS5XBEKIT1Z， ISL78714XB-EVKIT1Z），并正在考察无线电池管理系统。

　　我参与了电池控制系统评测套件的示例应用程序的软件、模型的开发以及无线电池管理系统的PoC （Proof of Concept）模型的示例应用程序的开发。

　　本博客从电池的电芯数量的观点，对电池管理系统的趋势、课题以及对策进行说明。

　　1. 电池组和电池管理系统

　　电池组是提供驱动EV的电力。组是由多个电芯而构成。一个电芯的电压为几V，电池组的电压为几百V。比如1个电芯3.5V，96个电芯串联构成的一组电池电压为，3.5 * 96 = 336V. 电池管理系统的功能是监测电池的电芯电压、电池组电流和温度，均衡电池中各电芯的电压（此功能称为电芯均衡），控制电池组的继电器，从检测值算出电池的充电率、劣化率等。

　　

　　2. 电池的趋势

　　我认为电池的趋势主要有两个。一是为了增加续航里程的大容量化。 另一个是为了实现高效率的高电压化。从电芯数量来看，大容量化会增加并联电芯的数量，高电压化会增加串联电芯的数量。

　　

　　基于以上，我认为电池组中的电芯数量有增加的趋势。

　　3. 电池管理系统的趋势

　　根据电池组的电芯数增加的观点，以下我认为是电池管理系统的趋势。由于一个电芯监测连接的电芯是有限的，所以电芯监测会增加。从而导致电芯监测间的电线，连接器增加。

　　

　　4. 电池管理系统的课题

　　在电芯检测间的电线，连接器增加的情况，我认为会产生两个课题。一是由于电池组的分割等布局更改，会导致电线长度，成本，重量的增加。另一个是电线的断线，连接器的接触不良等障害的增加。

　　

　　5. 电池管理系统的对策

　　对于以上两个课题的对策，我认为是把MCU和电芯检测（Cell Monitor）间的通信从有线更改为无线。

　　

　　上述的电池管理系统被称为无线电池管理系统（wBMS）。

　　哪种无线标准更适合无线电池管理系统？就通信距离而言，无线通信分为短距离无线通信、PAN （Private Area Network）、LAN （Local Area Network）、MAN （Metropolitan Area Network）、WAN （Wide Area Network）。其中无线电池管理系统被分类为PAN。此外，PAN也存在多种无线标准。例如，ZigBee、Bluetooth®、Bluetooth® Low Energy （BLE）。从通信速度、能量消耗的观点上看，BLE更适用于无线电池管理系统。

　　根据上述内容，无线电池管理系统的构成请参考以下。

　　

　　我们目前正在编写上述系统的PoC软件。在PoC中发现的一个课题是，MCU和Cell Monitor间的通信时间。我希望在下次的博客或者演示中进行说明。

　　审核编辑：郭婷