2020年12月15日 | 无线BMS系统，打造新能源汽车技术核心驱动力

前不久，通用汽车官网宣布将在业内率先实现无线电池管理系统（BMS）在量产电动车上的应用，这项与ADI联合开发的技术几乎完全基于无线，所有基于Ultium电池打造的通用汽车电动车都将标配无线电池管理系统。每一款采用无线电池管理系统的新车型无需开发专属的通信系统并重新设计线束布局，这有利于Ultium电池实现规模化应用，覆盖多个品牌以及从皮卡到性能车的多个细分市场，并推动电动车产品快速上市。

其实，无线BMS已经不算新的话题了，2017年的CES上曾展出过一款“来自2020年的”宝马i3概念电动汽车，凭借极具未来感的造型惊艳全场，这款概念汽车当时搭载的就是Linear（已被ADI收购）的无线BMS系统……无线BMS乘着概念汽车从CES开到了能够实际量产的现在，而电动汽车市场也经历着波澜壮阔的改变。近日，ADI官方也发出了“推出汽车行业首款用于电动车的无线电池管理系统”的新闻报道。

发力电池管理，打造核心驱动力

据乘联会统计，2019年、2020年上半年中国新能源乘用车销量分别为102.5、31.3万辆，同比增速分别为3.2%和-44.0%。新能源汽车销量的断崖式下降，除了疫情的特殊原因外，业界有观点认为这意味着中国的新能源汽车已由快速成长期进入调整期，其背后的原因，除开政策补贴的削弱以外，新能源汽车电池安全性、二手残值率低等原因也是影响新能源汽车销量增长的重要原因。如何在增长可能放缓的市场中破局而出，瞄准新能源汽车核心——电源，打造技术竞争力极为重要。

将电源称作为新能源汽车的核心毫不为过，目前市面的新能源汽车主要采用锂电池来提供动力，动力电池成本占到整车成本的三分之一以上，是决定汽车性能的核心因素，在二手车市场，对电池健康度的判断也是残值评估的重要标准。而锂离子电池会不断损耗的材料特性，也决定了BMS电池管理系统的重要性，它是连接电池与用户之间的纽带。

BMS精准获取剩余电量

因此，如何通过电池管理技术的突破，去实现新能源汽车从性能、成本到安全性的创新突破，是各大车企、电池企业研发的主要方向。在ADI发布推出汽车行业首款用于电动车的无线电池管理系统的官方新闻中，也还提到“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”，通过采用ADI公司经过验证的业内领先BMS电池电芯测量技术，支持ASIL-D安全性和模块级安全性。

BMS差异化核心竞争优势在于测量电池的精度。利用ADI高精度的电池监控技术，可以提升10%-15%的电池可用容量和相应的行驶里程。相比传统的BMS电池管理系统，ADI的解决方案是基于5%的测量精准度，放电至25%最低安全电量和充电至85%最高安全电量，这使电池只有60%的可使用电量。如果测量误差从5%降到1%，可使用的电量就可以从60%升到68%，放电量能从25%降到21%的最低安全电量。在电池包都是一样的情况下，使用更精准的ADI无线BMS电池管理设备，就能够更准确的去衡量这些测量误差，而且误差也更小。

最高精确到5%的电池测量，能够有效解决新能源汽车的电池焦虑。据规定，剩余容量低于80%的新能源汽车电池就必须“退役”， ADI无线BMS电池管理设备可以精准读取管理动力电池中的电量，对电池包的健康状况进行实时监测，并随之调整模块和传感器，以保障电池在车辆生命周期内的健康，延长新能源汽车的使用时间，对于电池情况的随时掌握，同时也提升了新能源汽车的二手残值率。甚至当动力电池在新能源汽车上退役以后，精准的电量管理还能保证动力电池组可以二次利用在山区照明等多个领域，实现电池的多次利用。

打破线束束缚，SmartMesh无线可靠连接

在传统的观念里，人们一直认为车辆中的金属和高EMI环境过于严苛，无线系统难以作为车辆内部通信载体。然而，ADI的SmartMesh网络可运用多样化的通路和频率绕过障碍物传送无线信息，并降低干扰，从而提供了真正冗余的互联系统，使得车内线束大幅度减少，解决了汽车运行中可能产生的连接器、电缆和束线布线等机械故障，反而提供了整体系统的可靠性，并简化了汽车管理系统的设计。

无线BMS电池管理系统

采用SmartMesh网络的BMS有潜力提供目前有线系统无法提供的新功能。无线网格网络允许灵活地放置电池模块，以及在以前不适合束线布线的地方安装传感器。通过简单地增加支持SmartMesh的传感器，BMS主器件也可以收集与电池充电状态（SoC）计算准确度有密切关系的其他数据，如电流和温度。SmartMesh用几微秒时间就能够自动实现每个节点的时间同步，并准确地给每个节点的测量值加盖时间戳。能够让车辆中不同地方的测量值与时间相关，对于更准确地计算电池充电状态（SoC）和健康状态（SOH）而言，这是一种强大的功能。在每个模块处具本地处理能力的SmartMesh节点改善了BMS的运行，还有可能实现智能电池模块，这类模块可以提供模块诊断和通信，以提升组装和服务水平。

ADI无线BMS也为汽车轻量化带来了新的思路。在本次通用汽车上量产的Ultium电池，整体节省了高达90%的线束和高达15%的电池组体积，在不会影响电池使用寿命内的里程数和精度同时，也极大地减小了整车重量，这对汽车的整体设计帮助不小。汽车轻量化一直是个热门话题，“宁减十马力，不增一公斤”，复合材料车身、优化车体结构……汽车工程师总是绞尽脑汁的为汽车“减肥”。ADI无线BMS带来的线束减重能帮助实现更灵活的汽车操纵以及更长的汽车续航。

无线BMS为新能源电池管理拓展更多可能

在ADI的新闻通稿中，ADI还强调通过提高车辆使用寿命期间的精度，无线BMS系统可最大化单个电芯的能量利用率，从而实现优异的车辆续航里程，并支持安全且可持续的无钴电池化学材料，如磷酸铁锂(LFP)。此外，无线BMS附加的系统功能使电池能够测量和报告其自身性能，提升早期故障检测，并优化电池组装配。从电池组装到仓储和运输，再到安装、维护和梯次利用，在整个电池寿命周期中均可实现远程数据监测。

值得一提的是，在年初召开的“中国电动汽车百人会论坛（2020）”期间， ADI与中国电动汽车百人会签署战略合作备忘录，共同发起成立“电池全生命周期联合创新中心”。 电池是新能源汽车的重要组成部件，是新能源汽车的动力来源。实现对动力电池容量、寿命、安全、检测、回收等全生命周期监测与管理对促进新能源汽车推广使用至关重要。此次成立的创新中心将着手于调研解决新能源车电池领域，如电池安全、电池估值和数据共享等一系列关键问题，并将吸纳更多产业链龙头企业加入形成跨行业、跨学科、跨部门的产业研究平台。毫无疑问，基于ADI无线技术的BMS系统在电池包全生命周期内可以实现对每个电池组的全面的电量特性数据监测和记录，并轻松调用，这对于新能源汽车二手市场汽车关键的额=电池包性能提供了透明的数据，有利于二手车残值的公正评估。此外，新能源汽车退役后，这些监测数据对电池包的二次利用也将发挥重要作用。

总结

除了在车内BMS中的运用，SmartMesh嵌入式无线传感器网络凭借超过99.999% 的数据可靠性以及大于10 年的电池寿命，使得在最具挑战性的环境中部署无线传感器网络变得实际可行：不管是在工业自动化领域、数据中心领域、远程监控领域……SmartMesh都能大放异彩，为数据传输带来更智能、更环保、更高效的解决方案。