鋰電池組BMS產(chǎn)品的第三種架構(gòu)

目前鋰電池組BMS產(chǎn)品主要有2種架構(gòu)，集中式管理系統(tǒng)和分布式管理系統(tǒng)。集中式成本較低，但是線束比較復(fù)雜，而且需要和電池單體一一對應(yīng)，如果接錯會有電池短路起火的風(fēng)險。分布式的線束相對簡單，但是單體管理單元（CSC）仍然需要和電池單體保持一一對應(yīng)的關(guān)系（通過在CSC上設(shè)置軟地址或者硬地址來解決），給生產(chǎn)和維護(hù)帶來了額外的工作量。而且需要注意的另外一點是，如果要實現(xiàn)主動均衡功能，這兩種架構(gòu)的BMS還需要額外的連線來完成能量的轉(zhuǎn)移。不僅如此，還需要解決的另一個難題是開關(guān)矩陣，就是能量如何從整組電池中流入任一個單體。目前有在用的方案是通過繼電器，實現(xiàn)簡單，但也帶來了壽命和可靠性的問題。因為繼電器是一個機(jī)械電子元件，有壽命的限制和開關(guān)動作時粘連的危險。還有一個解決方案是用電子開關(guān)，MOSFET，但是會帶來成本和電路復(fù)雜性的上升。
從功能實現(xiàn)的角度來看，BMS的所有功能都沒有不可逾越的技術(shù)門檻，但從實際使用的角度來看，BMS產(chǎn)品的難點在于復(fù)雜的線束、一一對應(yīng)的關(guān)系和大電流主動均衡的低成本實現(xiàn)。集中式管理系統(tǒng)和分布式管理系統(tǒng)都沒能很好的解決這些問題。
深圳的一家初創(chuàng)公司提出了第三種架構(gòu)，積木式架構(gòu)，干凈利索的解決了BMS的難題。

系統(tǒng)由UM（單體模塊）、控制器和總線（2線制）三部分構(gòu)成。電池組根據(jù)單體數(shù)量分成一組或多組，每個電池單體配有一個UM模塊，該模塊為標(biāo)準(zhǔn)模塊，沒有任何軟硬地址設(shè)置。模塊為4端口， 2個輸入2個輸出，輸入與電池單體正負(fù)極相連，輸出與每組總線相連；總線為2線制，可以傳遞數(shù)據(jù)和能量，主動均衡電流可以達(dá)到10A；總線與控制器連接，這樣就形成了一個系統(tǒng)。象搭積木一樣，多個系統(tǒng)可以通過CAN總線連接構(gòu)建成更大規(guī)模（百串級別）的電池組能量管理系統(tǒng)，積木式架構(gòu)由此得名。組成系統(tǒng)的模塊和總線都是標(biāo)準(zhǔn)部件，只有控制器根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模大小會有相應(yīng)設(shè)置。
　　初看之下，這種架構(gòu)和分布式架構(gòu)類似，其UM和分布式的CSC功能相似；但是其UM比CSC要更簡潔，更靈活，不用任何地址設(shè)置，這也就是說，任意2個UM都可以互相替換，生產(chǎn)和維護(hù)效率會高很多，對操作人員要求也沒那么高。總線只有2根線，卻把數(shù)據(jù)傳輸和能量傳輸統(tǒng)一起來，解決了線束和矩陣開關(guān)的難題。這BMS的第三種架構(gòu)，有潛力成為BMS產(chǎn)品的最終架構(gòu)。