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积木式管理系统:这种系统由模块(UM)、总线和控制器三部分构成。模块为4端口,安装在每串电池上,2个输入端与电池正负极连接,2个输出端连接在总线上。总线是2线制,每套总线最多可以连接20个模块。
这样,所有的模块都并联在总线上,数据和均衡的能量都通过总线与每串电池传递,主动均衡电流可以达到10A;总线与控制器连接,这样就形成了一个系统。象搭积木一样,多个系统可以通过CAN总线连接构建成更大规模(百串级别)的电池组能量管理系统,积木式架构由此得名。
这种架构结构简单紧凑,功能强大,解决了BMS产品的几大难点:复杂的线束、一一对应的关系和大电流主动均衡功能。
三种架构功能比较
架构 | 线束 | 安装 | 被动均衡 | 主动均衡 | 适用电池串数 | 成本 |
集中式 | 多 | 复杂 | 小电流 | 需要额外的线束和电路 | 低 | 低 |
分布式 | 少 | 一般 | 较大电流 | 需要额外的线束和电路 | 高 | 高 |
积木式 | 最少 | 简单 | 无 | 有(10A) | 通用 | 低 |
比较三种架构,不难发现,集中式是最扁平化的管理结构,电池和BMS之间只有线束连接,但是也带来了线束复杂的问题,几十根甚至上百根线需要连接,而且线长不一,位置各异,不管对PACK厂还是整车厂,批量生产,或许还要面对不同车型,都是一个需要付出巨大成本的任务。
分布式和积木式都是二级管理结构,即在每串电池上都有一个BMS的代理人,负责本串电池信息采集和传递,这样就避开了复杂的线束问题。
但是积木式比分布式的更胜一筹,它居然把主动均衡功能同时装进总线中,也就是说,总线既可以传递能量,也可以传递数据,而总线只有2根。
主动均衡功能一直以来是国外产品的杀手锏,国内仅有几家可以做到,但是提高了产品复杂性和成本。检索现有BMS产品的公开资料,咨询业界人员,均未见过能如此实现主动均衡功能的表述,包括特斯拉的BMS。就单从这点来看,积木式架构的颠覆式创新也算是名副其实。
相比现有架构,积木式架构的结构简单灵活,功能强大,主动均衡功能和结构浑然一体,电池包规模大小通吃。据介绍,积木式架构的成本仅相当于集中式的水平,考虑到主动均衡功能,实际成本比同样功能的集中式产品还要低。
可以预测,如果使用这种技术,不管是方形电池还是圆柱形动力电池,电动汽车用的动力型锂电PACK很容易根据容量大小形成一个标准系列,这对于中国电动汽车行业的产业化发展大有裨益,甚至也许可以让中国在电动汽车行业的游戏规则--标准上掌握一定的话语权。
积木式架构BMS,我们拭目以待,看黑天鹅何时飞来。
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