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巨微打造本土无线BMS方案,向TI和ADI等海外巨头发起挑战

2024年3月15日
  • 作者:陈路,总编
  • 中国出海半导体网

 

无论是电动工具、电动两轮车、空调外机、机器人还是新能源汽车电驱系统,只要是用到电池的,都离不开BMS(电池管理系统),BMS主要负责电池的充放电管理。

今天,随着新能源出行工具的快速发展,BMS的智能化已经成为水到渠成的发展阶段,其中无线BMS技术是智能化的最重要的技术基础之一。在新能源领域,特别是以新能源电池为动力的出行工具的普及上,中国的发展是领先于世界的。对于中国本土的供应商来说,意味着离市场和应用需求的距离更近,在这方面的创新也更容易落地,并快速迭代发展。“春江水暖鸭先知”,中国供应商在这个产业迭代时期,有着得天独厚的发展机遇。

传统有线BMS方案是利用双绞线电缆以菊花链方式连接电池监控器,传输从每个电池模块采集的数据。在这种方案里,因为有线缆的存在,不可避免地存在一些不足。线束和插接口常常是故障多发地,如果能减少这些连接件,那么电池包的失效率会降低不少。线束和连接件同样会增加整个包的空间,降低整个包的体积能量密度。这些都是很容易想到的不足。在汽车系统中,有线BMS方案需要在菊花链电缆的任一端添加隔离元件,用来确保在高噪声环境中可靠通信,并满足严格的电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)要求。

图1:无线BMS方案中的无线收发

图1:巨微无线BMS方案中的无线收发模型

无线BMS方案通过无线收发器器件,将通用异步接收器/发送器(UART)数据从电池监控器传输到主机MCU无线通信技术的应用减少了从控CSU之间、从控与主控BMS之间的连接线。传统位置的连线通过无线通信来实现的,一个无线芯片会与目前已经在使用的采集芯片和主控器芯片集成在一起,构成了新的BMS板子。通过消除电缆和连接器,无线电池管理系统BMS提高了可靠性和设计灵活性,系统成本上的降低也是显而易见的。

 

与有线BMS方案相比,无线BMS方案在以下几个方面有其独特的优势:

(1)更精准– 从掌握一组电池信息到掌握一颗电池信息

传统有线BMS只能监测整个电池组,WBMS可实时监测电池组内每个电池单元的电压、温度、容量等指标,帮助提高电池系统的性能和安全性,帮助用户更好地掌握电池系统的状态。而且数据可记录、可追踪、可升级,满足电池全生命周期管理需要,符合当前立法趋势。

(2)更耐用– 不再担心震动、酸碱、松脱、短路、水淹

WBMS比BMS更强悍更长寿,通过无线方式进行数据传输和监测,可避免传统BMS中有线连接在颠簸路面导致的线路松动和损坏等问题,提高系统的可靠性和稳定性,降低风险隐患。

(3)更便捷– 免拉线免焊接免布线,即插即用省时省力更省钱

因为无需安装大量的传输线路,WBMS可以降低系统安装的时间和人力成本,可以减少布线的规划和风险,实現更方便、快速的安裝和调试,降低其中的风险,提高生产效率。

(4)更灵活– 从一拖12到一拖300,打破部署瓶颈增加能量密度

WBMS使用无线通信技术,可以轻松地扩展到大型系統中,并且支持多种电池类型和电压等级,提供更多选择和弹性。同时突破了传统线路连接的物理特性束缚,单节点覆盖更广泛,有效提升电池密度。

 

早在2021年初,全球芯片巨头如TI和ADI就推出了无线BMS解决方案。目前中国已经开发出无线BMS方案的供应商有上海巨微集成电路、深圳国民科技和盛路物联通讯技术。

图2:巨微集成电路总经理许刚

图2:巨微集成电路总经理许刚

“与TI、ADI和其他国内无线BMS方案供应商相比,巨微的竞争优势主要体现在以下3个方面:(1)具有底层无线芯片技术积累,巨微是一家由无线芯片设计专家组成的成熟的产品公司,公司多年来大量出货的低功耗蓝牙芯片的射频基带和协议栈是由公司团队完全自主研发。”巨微集成电路总经理许刚指出,“(2)巨微与产业发展前沿发展和应用市场紧密集合,巨微的竞争优势就在于从底层技术的研发就根据无线BMS的应用需求,做了深度定制。巨微通过与国内头部产业和学术机构的深度合作,也获得了在新能源电池管理方面的前沿算法技术的注入。这些都使得巨微在无线BMS的芯片和系统的研发上,获得了独特的竞争优势。(3)在以上两方面的基础上,公司的特有的BMS技术路线不同于TI、ADI的方案,也不同于国内其他方案商,具有成本低、方案灵活的优势。”

图3:获得2022年度中国IC设计成就之年度最佳RF无线IC

图3:获得2022年度中国IC设计成就之年度最佳RF/无线IC

图4:神农系列之MS1682主要性能参数

图4:神农系列之MS1682主要性能参数

图5:巨微集成电路无线BMS解决方案

图5:巨微集成电路无线BMS解决方案

 

巨微无线BMS解决方案可以提供以下独特的性能:

(1)具备更多的传感器采集、EIS测量、信息处理存储和无线通信功能,便于电芯全生命周期管理,可自主优化升级设计;

(2)采用高密度低压深亚微米CMOS晶圆工艺,芯片和系统制造成本低。与现有典型有线BMS系统成本相比,可以降低20%的整体硬件成本;

(3)芯片生产和测试工艺采用成熟国产工艺,不受技术禁运影响,自主可控;

(4)产品定义与行业应用紧密集合,易于普及;

(5)集成了采集、无线、运算和存储四大功能。

 

目前巨微正在积极与BMS方案厂家、电池包和电芯厂家的紧密合作,不仅仅是动力电池,目前重点更是储能领域,通过巨微创新的无线BMS芯片和方案,让新能源大储和工商储电池包更安全、更便宜。

从2023年6月开始,巨微已经量产第一颗用于无线BMS的芯片,取名“神农”,巨微目标是能够像“神农”一样,为新能源电池的安全和成本问题,提供一个良药。现在这颗产品是工业级的品控标准,正在应用于工商业储能和两轮车的BMS主控方案。

展望未来,巨微正在根植于新能源赛道,在无线、传感和数据处理领域,持续不断的为新一代智能电池提供创新的、低成本的芯片解决方案。

许总透露:“我们继“神农”系列产品之后,近期将推出“玲珑”“百灵”等轻量级无线BMS芯片解决方案,在2025年,巨微将推出满足动力电池功能安全性要求的“后羿”系列。从而在芯片系列上,为新能源电池的无线BMS应用,提供全系列芯片解决方案。”

与此同时,巨微还将与行业头部学术机构合作,共同研发云端协同的智能电池整体解决方案,从而进一步解决智能电池的边缘计算,解决在各个行业应用中的碳轨迹追踪、梯次利用、安全预警等系列问题。

巨微集成电路于2014年7月成立,2017年2月就开发出第一颗蓝牙芯片MG127并量产,获得巨大成功;2020年5月再接再励,推出首颗面向传感的SOC产品。2021年9月引入7000万A轮融资,朗泰领投。2023年6月与欧阳明高院士工作站、五菱等企业建立战略合作,共同研发无线BMS芯片与系统。

巨微集成电路许总即将贸泽电子www.mouser.com知名品牌厂商赞助2024大湾区数字能源产业发展高峰论坛发表主题演讲时间2024415地点深圳福田会展中心7号馆期待大家踊跃参加扫描以下二维码进行报名或者可以我的微信号jakechenlu进行报名

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