對于新一代的汽車系統來說，新一代電動汽車從400V電池系統過渡到800V電池系統是一個大系統工程，涉及從系統部件，到整車，以及基礎設施的整體配合變革，上至半導體元器件、電池模組安全性提升，下至車、樁、充電網絡的聯動升級。高壓電源系統正在變得越來越普遍，以此衍生來的電源管理問題也隨之而來。

BMS：從有線到無線

在傳統的有線BMS方案中，是利用雙絞線電纜以菊花鏈方式連接電池監控器，傳輸從每個電池模塊采集的數據。在這種方案里，因為有線纜的存在，不可避免地存在一些不足。線束和插接口常常是故障多發地，如果能減少這些連接件那么電池包的失效率會降低不少。線束和連接件同樣會增加整個包的空間，降低整個包的體積能量密度。這些都是很容易想到的不足。在汽車系統中，有線BMS方案需要在菊花鏈電纜的任一端添加隔離元件，用來確保在高噪聲環境中可靠通信，并承受嚴格的汽車電磁干擾（EMI）和電磁兼容性（EMC）限制。

（圖源：ADI）

無線BMS方案使用無線接口，通過無線收發器器件，將通用異步接收器/發送器（UART）數據從電池監控器傳輸到主機MCU。無線通信技術的應用減少了從控CSU之間、從控與主控BMS之間的連接線。傳統位置的連線通過無線通信來實現的，一個無線芯片會與目前已經在使用的采集芯片和主控器芯片集成在一起，構成了新的BMS板子。通過消除電纜和連接器，無線電池管理系統BMS提高了可靠性和設計靈活性，系統成本上的降低也是顯而易見的。

簡單對比兩種方案的話，有線BMS的雙絞線電纜在無線BMS中被替換為無線解決方案中每個 BMU上的無線器件。與使用電纜相比，添加額外的器件肯定會提高整個系統的復雜性。但考慮到電纜的成本和重量，以及還需要在雙絞線接口任一側放置高性能隔離元件來確保通信穩定，添加額外器件是更能讓人接受的。

無線BMS避不開的挑戰

電池模塊將電池信息直接傳送到BMS MCU的無線解決方案解決了與有線通信相關的挑戰。然而，采用無線解決方案需要與有線系統相媲美的性能。這樣的關鍵性能指標除了是否符合ASIL D功能安全合規要求，網絡可用性同樣是一大挑戰。

如果數據包傳輸出錯，這意味著設備在某個時間間隔內將無法正確解釋來自任何無線節點或無線主節點的信息，則認為該網絡在該時間間隔內不可用。必須準確快速地處理數據，因為缺乏準確的信息可能會導致電池故障并導致危險情況。這就是為什么無線BMS網絡可用性如此重要的原因，它直接關乎安全性和可靠性。但我們也必須認識到，無線BMS可能破壞設計不完善、缺少安全協議的系統。TI為了滿足通信安全要求，是部署了兩條安全機制來解決此類擔憂——采用CRC-32循環冗余校驗數據的一致性；為驗證消息的完整性及真實性，增加4個字節的MAC信息驗證碼。

無線BMS應用到整個電池組PACK中，它的電磁兼容性是個難關。抗干擾的穩定性上，也是一種挑戰，一旦無線BMS的無線傳輸被干擾，未能及時對電池組做出保護響應，隱患無窮。無線BMS在設計上必須要克服惡劣的汽車射頻環境。

無線BMS真的好用嗎？

我們可以先看看目前最知名也發展最快的無線BMS設計。TI在方案采用CC2662R-Q1無線MCU與BQ79616-Q1電池監控器的方式，實現對電池電量、溫度、電流、電壓的檢測，并將數據通過無線傳輸的方式與主控芯片完成通信。基于其專有的無線BMS協議，能夠實現快速組網。據TI官方顯示，通過專有的無線通信協議進行數據傳輸，延時低、傳輸速率高（1.2Mbps數據吞吐），數據丟包率極低。

（圖源：TI）

ADI的方案是將SmartMesh與LTC6811電池監控器相結合，實現電池狀態監控和數據的無線傳輸。據ADI的介紹，方案可節省九成以上的線纜，減小一成以上的電池體積，為電池的布局和拆卸提供靈活性。

就目前這兩家的方案來看，實現的是減少從控、主控之間的連接，增強通信。現在電芯在電池包內的高度集成，已經把從、主控之間的連接簡化為2-3根線束，已經節省了相當多的線束，從成本和收益上來說，無線BMS似乎已經不具備太領先的減法優勢。

另一方面來說，在無線BMS推出這么些年后，真正上車的實例少之又少。要知道，在電動汽車芯片大刀闊斧上車的如今，無線BMS始終沒有大規模應用，肯定是有其原因的。一方面，惡劣的汽車射頻環境中數據傳輸的穩定性可靠性難以確保，再者，無線BMS在模組技術時代，能應用于電池包退役后的梯次利用，但隨著電池包向著更高的集成度發展，模組時代也開始被淘汰，一切似乎都不那么確定。如果僅僅從目前無線BMS的方案來看，考慮到電磁兼容性這個鴻溝，這個在技術上備受關注的無線BMS，在權衡風險與收益后，并不那么誘人了。

當然，技術的發展總是日新月異，或許無線BMS正在為下一個車控域控制器時代做鋪墊。

審核編輯 ：李倩