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。
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