無線BMS助力新能源汽車再升級
2022年上半年，全球新能源車市場銷量起飛，中國大陸上半年的新能源車銷量尤為突出，創造了同比增長100%以上的驚人成績。當新能源車開始走進千家萬戶的時候，大家對電池系統的要求也日益高企，既要續航能力提高，又要保證安全穩定。于是，業界的一項重大創新技術呼之欲出，那就是wBMS, 即無線電池管理系統。
無線BMS的優勢
BMS成本占新能源汽車動力電池的20%左右。傳統BMS通過線纜聯通電池組，然后用菊花頭進行橋接。線纜和機械結構接口的使用，導致較大的空間占用和配重增量，其實也就擠壓了電池能量密度提升的空間。無線BMS一改傳統的串環電路，在BMS主機端和電池組節點上部署無線通信模塊，實現星型+自組網模式來實現電池管理所必要的通信。無線方式不但提升了能量密度改善空間，還大幅降低了電池組裝階段的人工投入。而且無線方案也無需以高成本手段提供高低壓隔離。
在傳統模式下，萬一發生事故或僅僅因為行車時間過長而老化，出現線材斷裂或接口接觸不良，都容易導致動力電池系統不工作。在此情況下，動力電池需要整體更換。給車主帶來的潛在經濟損失相當大。而無線方式，不存在線材和接口失效問題，而且由于其無線特性，天然具備模塊化的優勢。即便某部分電池組出了問題，把有問題的電池組抽出來更換掉就可以，不需要置換整塊動力電池。
由于以上優勢，優勢車企開始從2019年嘗試無線BMS技術。已采用無線BMS技術的上市或即將上市的車型有：寶馬 i3 (2022年)，通用汽車的悍馬EV (2024年)。
TI賦能無線BMS
深耕汽車電子領域的德州儀器(Texas Instrument) 率先推出了全球首款符合ISO 26262 ASIL D 認證的wBMS SoC方案CC2662R-Q1。該芯片在2.4GHz頻段上部署了TI自主開發的Simplelink wBMS 協議。這個方案可以管理支持多大100個節點，與其配合的BQ79616-Q1電池監控器可用于不同配置，如16、32、64節電池系統。
電池模塊將電池信息直接傳送達 BMS MCU 的無線方案克服了有線通信面臨的挑戰。無線BMS方案要達到有線方案的性能，需要解決的關鍵問題是BMS專用網絡的可用性。TI 的解決方案以2.4-GHz 頻段搭建無線網絡，該網絡必須隨時可用，即電動汽車一旦啟動，網絡即須搭通并能即時用于電池管理。TI 專有無線協議Simplelink WBMS正是為確保網絡即時可用和隨時可靠而定義開發的。這樣便可保證任意時間車輛一鍵啟動時，電池和BMS各部分即刻聯通為網絡，即刻進入工作狀態。
動力電池的使用場景要求無線BMS具有超強的可用性?？捎眯缘慕缍ㄊ且匀我鈺r間內從其無線連接設備和無線主節點獲取數據的可行度來衡量。換言之，這一可用性指標是指無線 BMS 網絡實施數據采集或電池健康監控的時間相較于系統上電的總時間所占的平均百分比。TI的wBMS架構可以將BMS通信系統可用性提高到99.9999%。 即對于 10 個節點的網絡，TI 無線 BMS 協議可以實現 10-7 或更高的數據包錯誤率。這意味著在 52.222 小時的無線 BMS運維中，節點數據僅在其中100 毫秒是不可用的。協議還保證無線BMS能在極具挑戰性的封裝環境下正常工作。這類封裝空間通常很狹窄，信號傳輸中經過金屬板反彈會發生較嚴重的衰減和反射。
而無線BMS技術由于可以大幅度提高電芯管理的可靠性、精度，提高PACK裝配的效率，降低PACK的技術復雜性、整體成本，以及未來更好的智能管理方案。因此未來極具商業前景。具體而言體現在以下4個方面：
更可靠更簡單：無論是CAN總線還是isoSPI總線，都采用菊花鏈方式將電池監控芯片串聯起來，一旦某處連接出現問題，整個系統都有癱瘓風險，且線束修復困難。而無線通訊BMS可以減少接插件失效風險：單點的失效對整體的影響有限。并且對于在網絡中新節點的添加和刪除也比較靈活。
更智能：無線連接方案使得電池組位置擺放更加靈活，同時具備更好的可擴展性，可根據應用需求容易地增加溫度、電流等更多的傳感器，在惡劣環境中更是具備時間同步上的優勢。
輕量化及成本降低：無線方案根據不同的車型使得每輛車能節省10m以上的導線以及0.5kg的連接器。因此，每生產50000輛車，將節省500km的導線以及25000kg的連接器。在節約成本的同時也滿足汽車輕量化趨勢；同時，無線方式降低了組裝成本，隨著未來無線BMS方案大批量量產將來的硅片有望比導線和連接器更便宜，總BMS成本將會更低。
降低PACK復雜度：采用無線后一方面減少了低壓線束除了降成本和輕量化，另一方面也使得module獨立性更強，制造、甚至梯次利用上都更為便利。
深圳信馳達系國內外無線物聯技術提供商，在過往8年中，它已為新能源汽車領域的翹楚級品牌提供過各類無線方案賦能，作為德州儀器十幾年歷史的IDH, 也在不遺余力地推動無線BMS落地更多的新能源汽車。
