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为了解决连线复杂的难题,出现了分布式架构的BMS。这种BMS是将信息采集传递的功能与其他功能独立分离,整个系统分成了CSC(单体管理单元)、BMU(电池管理控制器),CSC安装在单串电池上,负责本串电池信息采集和传递,每串电池的信息通过总线传入BMU。这种架构通过总线解决了线束复杂的难题,而且安装相对简单,效率高,柔性好,适合不同电池组规模大小。
分布式的BMS可以不用电池管理专用IC,是抛开专用IC进行创新设计的一个相对成功的思路。不足的是,分布式架构也没有解决一一对应的关系和主动均衡的难题,CSC同样需要设置地址(虽然可以在安装后设置,比集中式架构在安装前就需要确定要容易实现,出错概率小),主动均衡仍然需要额外的线束和开关矩阵。而且因为每个CSC上都需要MCU和带有隔离的通讯总线,价格要高于集中式架构BMS,尤其在低串数上优势不大。
分布式的思路给了集中式的一个很好的提示,这就是通过总线解决线束问题,专用IC也看到了其中的好处,迅速推出了带有无需隔离的通讯总线,进一步完善了自己。半分布式架构,实际上是二级集中式的架构成为了BMS主流设计之一。这就是将整个电池组分为几个模组,每个模组使用采用专用芯片设计成的一个小BMS,然后通过总线连接到一个最终的控制器上。半分布式架构集中了分布式的线束少的优点和集中式的设计简单的优点,但是遗憾的是,以前架构没能解决的问题也跟着继承下来,一一对应的关系和主动均衡的难题仍然存在。
追本溯源,一一对应的关系和主动均衡中开关矩阵的难题都来自于电池管理专用芯片的先天局限,尽管电池管理专用芯片也在不断进化。因为是多串应用,在专用IC上,每个电池检测通道必须事先就要确定编号,事后再得知每个通道的顺序无法想象,目前看任何IC都无法设计出这么一个功能。同样,开关矩阵也是来源于多串应用,又因为涉及到功率部分,这更是IC的天然弱势,现有架构对主动均衡无能为力的原因就在于此。所以,如果是低串数,无需主动均衡功能的应用,采用专用IC方案是可行的,比如电动工具、电动自行车和电动摩托车;在电动汽车级别的使用中,尤其是要完成主动均衡功能,采用专用IC来设计BMS还是比较吃力的。
从2015年的产量上看,电动汽车已经顺利完成了产业的导入期,后面就是发展期。BMS急需解决痼疾,市场呼唤新品,只有跳出专用IC方案,BMS创新方可期待。
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