借用經濟界的一句術語來說，電動汽車BMS產品目前正處於“滯脹”的de狀zhuang態tai。雖sui然ran產chan品pin功gong能neng在zai不bu斷duan完wan善shan
，市shi場chang應ying用yong在zai不bu斷duan擴kuo大da，但dan是shi產chan品pin的de關guan鍵jian技ji術shu水shui平ping卻que還hai停ting滯zhi不bu前qian

，原yuan有you的de痛tong點dian依yi然ran存cun在zai。造zao成cheng這zhe一yi局ju麵mian的de主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi
，就jiu是shi我wo們men的de產chan品pin設she計ji方fang案an，都dou是shi選xuan用yong國guo外wai半ban導dao體tiIC廠商提供的電池管理專用IC，並以其應用方案為參考進行設計。BMS產chan品pin可ke以yi分fen為wei軟ruan件jian算suan法fa和he硬ying件jian架jia構gou兩liang個ge相xiang對dui獨du立li的de部bu分fen
，因yin為wei軟ruan件jian算suan法fa更geng為wei專zhuan業ye高gao深shen，且qie與yu硬ying件jian部bu分fen關guan聯lian不bu大da，本ben文wen隻zhi針zhen對dui硬ying件jian架jia構gou與yu產chan品pin功gong能neng表biao現xian之zhi間jian的de聯lian係xi這zhe部bu分fen內nei容rong進jin行xing分fen析xi討tao論lun。

　　

先從電池管理專用芯片說起。電池管理專用IC的de出chu現xian和he發fa展zhan是shi和he鋰li電dian池chi應ying用yong過guo程cheng中zhong遇yu到dao的de種zhong種zhong問wen題ti息xi息xi相xiang關guan的de。最zui早zao是shi為wei了le解jie決jue鋰li電dian池chi的de過guo充chong過guo放fang而er設she計ji出chu了le單dan節jie電dian池chi的de充chong放fang電dian保bao護hu芯xin片pian，後hou來lai在zai鋰li電dian池chi多duo節jie串chuan聯lian應ying用yong中zhong又you發fa展zhan出chu應ying用yong於yu多duo串chuan的de芯xin片pian，這zhe時shi候hou就jiu成cheng為wei了le電dian池chi管guan理li芯xin片pian，主zhu要yao是shi對dui電池組中zhong的de每mei節jie電dian池chi電dian壓ya數shu據ju進jin行xing采cai集ji。再zai以yi後hou為wei了le應ying對dui電dian池chi不bu一yi致zhi的de問wen題ti
，進jin一yi步bu集ji成cheng了le功gong率lv開kai關guan的de驅qu動dong功gong能neng，這zhe就jiu是shi帶dai有you均jun衡heng功gong能neng的de電dian池chi管guan理liIC。

　　

客觀的講，電池管理專用IC成就了早期的BMS產業，也引領了BMS產品的發展。正是因為有了專用芯片
，BMS的(de)設(she)計(ji)才(cai)能(neng)大(da)大(da)簡(jian)化(hua)
，產(chan)品(pin)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)才(cai)有(you)了(le)很(hen)大(da)提(ti)高(gao)
，但(dan)是(shi)同(tong)時(shi)，我(wo)們(men)也(ye)要(yao)看(kan)到(dao)專(zhuan)用(yong)芯(xin)片(pian)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)。前(qian)麵(mian)說(shuo)過(guo)，電(dian)池(chi)管(guan)理(li)專(zhuan)用(yong)芯(xin)片(pian)也(ye)是(shi)隨(sui)著(zhe)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)應(ying)用(yong)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)，而(er)早(zao)期(qi)的(de)鋰(li)電(dian)池(chi)多(duo)用(yong)於(yu)小(xiao)型(xing)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)，後(hou)來(lai)在(zai)筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)中(zhong)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)
，至(zhi)此(ci)電(dian)池(chi)管(guan)理(li)專(zhuan)用(yong)芯(xin)片(pian)一(yi)直(zhi)都(dou)是(shi)為(wei)低(di)串(chuan)數(shu)、小型設備服務。當鋰電池組應用到電動汽車時
，情況開始有了變化。電動汽車用鋰電池組是高串數、大容量的電池串聯使用，動輒幾十串甚至上百串的數量已經不是筆記本電腦中幾串這種個位數級別的串聯使用可以相比的。

 

專用IC也沒有閑著，迅速地推出了更多串數應用的產品
，但是考慮到電壓和應用複雜度一般都不超過20串。使用這些IC設計的BMS的典型架構是集中式架構。BMS和電池組之間隻有連線，連線數量取決於電池組串數
，在BMS電路板上的電池管理專用芯片數量也取決於電池組串數。

 

 

從示意圖中可以看出，集中式BMS產品的優點是結構簡單，成本低。在電池組串數較低時
，比如說10來串，連線還算不太複雜，而且在電池組容量小的情況下
，BMS安裝位置可以靠近整個電池組，縮短連線距離
，電池組----BMS，整個能量係統比較緊湊一體

，在電動自行車和電動摩托車上比較適合。

 

danshizaidiandongqichelidianchizushangyingyongshi，yinweixuyaodianchirongliangda，chengzuhouwulichicunbijiaoda，lianxianhuijiaochang，erqiechangduanbuyi，zaijiashangchuanshuzhongduo
，lianxianshuliangyejiuhenduo，jishitiaoshenzhishangbaitiaoxiandepaibufeichangmafan。haiyouyigezhongyaodexijiejiushizhexielianxiandeshunxushixuyaogudingde，yinweizhuanyongxinpiandeguanjiaoyijingshixiandingyiledianchichuanlianshunxu
，suoyimeichuandianchishangdelianxianyaojierudaoBMS指定的接插件腳位。

 

雖然在BMS設計工作上這並沒有什麼困難，但是在BMS與電池組的實際連接工作中卻是一個不小的麻煩事。一般線都是一端和電池連接在一起，另一端通過插件接入BMS，與yu電dian池chi連lian接jie這zhe些xie工gong作zuo現xian在zai都dou是shi人ren工gong完wan成cheng
，將jiang來lai也ye很hen難nan由you機ji器qi完wan成cheng，連lian接jie在zai每mei串chuan電dian池chi每mei個ge電dian極ji上shang的de線xian都dou不bu能neng出chu任ren何he失shi誤wu，這zhe整zheng個ge的de工gong作zuo量liang大da小xiao可ke想xiang而er知zhi。通tong過guo集ji中zhong式shi架jia構gou的de分fen析xi，我wo們men看kan到dao

，專zhuan用yongIC比較適用於小容量
、低串數的場合
，在大容量、高串數的場合會有連線複雜
，需要一一對應的缺點。

　　

再看均衡的問題
，集中式架構比較適合完成被動均衡，電路設計上不增加複雜度
，現在的主流專用ICyedouyoucigongneng。danshidianliunengliyouxian，baihaoanjibie，zaidianchizushiyongchuqiyizhixingchabiebudadeqingkuangxiawentidaoyebuda，zaizhonghouqiyizhixingchabiejiaodadeqingkuangxiajiuhuiyoudianchibujunhengjiaozhengbujidefengxian。ruguoyaojiaruzhudongjunhenggongneng
，xianyoujiagoujibenmeiyourenhebangzhu，xuyaoewaidexianshuhekaiguanjuzhen

，dianlufuzachengdujijushangsheng。kaiguanjuzhenxuyaodaliangdedianzikaiguan，MOSFET
，danshiyinweishuliangduo

，qikongzhidianluxiangdangfuza，youqiyeyongjidianqidaiti，jianhualesheji，danshidailailejidianqizuoweiyigejixiekaiguandeshoumingwentihewudongzuofengxian。

 

dangranyekeyitongguojiangdijidianqidekaiguanpinlvlaiyanchangqishouming
，tongguowudongzuojianzhalaibikaifengxian，danshizheyangzuoshizhongshiwufabaozhengqijiandepingjunwuguzhanggongzuoshijian，genghekuangjidianqideshuliangyeshixiangdangduo，buzhiyige。zheshiyizhongbudeyierweizhidetuoxiefangan，erbushijiejuezhudongjunhengkaiguanjuzhennantidezhengjie。

 

為了解決連線複雜的難題，出現了分布式架構的BMS。這種BMS是將信息采集傳遞的功能與其他功能獨立分離，整個係統分成了CSC(單體管理單元)
、BMU(電池管理控製器)
，CSC安裝在單串電池上，負責本串電池信息采集和傳遞，每串電池的信息通過總線傳入BMU。這種架構通過總線解決了線束複雜的難題，而且安裝相對簡單，效率高，柔性好，適合不同電池組規模大小。

 

分布式的BMS可以不用電池管理專用IC，是拋開專用IC進行創新設計的一個相對成功的思路。不足的是，分布式架構也沒有解決一一對應的關係和主動均衡的難題，CSC同樣需要設置地址(雖然可以在安裝後設置


，比集中式架構在安裝前就需要確定要容易實現
，出錯概率小)，主動均衡仍然需要額外的線束和開關矩陣。而且因為每個CSC上都需要MCU和帶有隔離的通訊總線

，價格要高於集中式架構BMS，尤其在低串數上優勢不大。

　　

分布式的思路給了集中式的一個很好的提示，這就是通過總線解決線束問題
，專用IC也看到了其中的好處，迅速推出了帶有無需隔離的通訊總線，進一步完善了自己。半分布式架構，實際上是二級集中式的架構成為了BMS主流設計之一。這就是將整個電池組分為幾個模組，每個模組使用采用專用芯片設計成的一個小BMS，然ran後hou通tong過guo總zong線xian連lian接jie到dao一yi個ge最zui終zhong的de控kong製zhi器qi上shang。半ban分fen布bu式shi架jia構gou集ji中zhong了le分fen布bu式shi的de線xian束shu少shao的de優you點dian和he集ji中zhong式shi的de設she計ji簡jian單dan的de優you點dian，但dan是shi遺yi憾han的de是shi，以yi前qian架jia構gou沒mei能neng解jie決jue的de問wen題ti也ye跟gen著zhe繼ji承cheng下xia來lai，一yi一yi對dui應ying的de關guan係xi和he主zhu動dong均jun衡heng的de難nan題ti仍reng然ran存cun在zai。

 

 

zhuibensuyuan

，yiyiduiyingdeguanxihezhudongjunhengzhongkaiguanjuzhendenantidoulaiziyudianchiguanlizhuanyongxinpiandexiantianjuxian，jinguandianchiguanlizhuanyongxinpianyezaibuduanjinhua。yinweishiduochuanyingyong，zaizhuanyongIC上
，每個電池檢測通道必須事先就要確定編號，事後再得知每個通道的順序無法想象，目前看任何IC都無法設計出這麼一個功能。

 

同樣
，開關矩陣也是來源於多串應用，又因為涉及到功率部分，這更是IC的天然弱勢，現有架構對主動均衡無能為力的原因就在於此。所以，如果是低串數
，無需主動均衡功能的應用
，采用專用IC方案是可行的，比如電動工具、電動自行車和電動摩托車；在電動汽車級別的使用中，尤其是要完成主動均衡功能，采用專用IC來設計BMS還是比較吃力的。

　　

從2015年的產量上看
，電動汽車已經順利完成了產業的導入期，後麵就是發展期。BMS急需解決痼疾，市場呼喚新品，隻有跳出專用IC方案
，BMS創新方可期待。