新能源BMS行业应用一直尝试着新技术，比如各CELL间无源向着有源（主动）均衡钳位，菊链间的有线向无线通信，各极耳间NTC多线束向温控IC单总线监测等”

“国产品已经用越级产品的价格打降级的同等器件在” “国产替代不是强需求，国产spec创造才是需求，做一样的东西没太大意思。”

 “平替uncovered且成熟的市场，无论是风险还是推广成本都要小很多. 破坏性创新还是需要有吃饱或起码温饱且有一定新技术开发实力的公司承载。90%企业甚至更多还是想法先挣快钱和活下去” “人口基数太大了，这还没算上电路应用行业、芯片分销及周边相关行业。理解的是不仅仅是需要理念上的纯破坏性创新，还需要市场前期推广，产品设计可接受度，资金链支持，上下游供应链配合等等都太需要时间“”

“磁隔器件，国际一线范儿还是需要在动力电池PACK上找机会，有源钳位有望在中大功率工业储能上被机会采用，无线级联通信BMS除了成本和可靠性上的成熟度之外还需要应用刚需促进，目前看3、5年甚至10年时间动力电池应用有线隔离变压器的socket无法撼动。"

"无论是磁隔还是容隔都是有线菊链方式，相对无线方式还是有其稳定性优势。"

"无线我不知道在1000v堆叠的包里面，一个闪电来了，数据错误会怎样?" "除了电涌，还有各级间2.4G有限资源同频干扰，RF内外辐射、高吞吐量、低延迟及链接稳定性等诸多难题。TI SimpleLink是这方面的先性者。"

"虽然在动力电池应用上TI的AFE, 电池监控器、MCU/SOC还不能算是一线品牌，但在中大功率储能、工业储能、逆变电力都是不可或缺的存在"

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BMS均衡方式

基于外电压均衡策略是一种常用的均衡方式，其核心思想是根据电池的外电压来判断电池组的一致性，并采取相应的均衡措施。具体来说，当电池组中某些电池的电压较高时，可以通过降压放电措施来实现均衡；而当电池组中某些电池的电压较低时，则可以采用充电抬压均衡的方法。这种均衡方式简单易懂，只需测量电池的外电压就可以进行均衡判断。然而，它也存在一些弊端，容易受到电池内部参数的影响，长期使用可能导致均衡判断不稳定。

恒定均流电阻均衡充电电路

得注意的是，外电压均衡策略在实际应用中还需要考虑电池组中电池的串联系统以及充放电过程中的动态特性。通过合理设计和调整均衡参数，可以更好地实现电池组的均衡管理，提高电池组的性能和寿命。

基于容量均衡策略

基于容量的均衡策略是以电池内部容量的使用率作为判断标准，旨在达到[敏感词]地提高电池组整体容量的利用率。具体而言，该策略通过对电池组内各个单体电池的容量进行评估，并采取合适的均衡措施来实现容量的[敏感词]化利用。这种均衡策略的优点在于，它可以更全面地考虑电池组中各个单体电池的容量差异，从而提高整体性能。不过，由于容量测试一般只能在静置状态下进行，所以该策略对于动态条件下的均衡控制并不适用。

为了更好地实现基于容量的均衡策略，研究人员可以探索更先进的测试方法，如在线容量测量等，以便实时监测电池组中各个单体电池的容量变化，从而实现更精准的均衡控制。

基于剩余电量SOC的均衡策略

基于剩余电量SOC（State of Charge）的均衡策略是以各个电池的SOC作为均衡衡量标准，通过控制电池的充放电过程来实现均衡。由于SOC与容量性质相似，因此基于SOC的均衡控制策略也可以提高电池组容量的总体利用率。该均衡策略的优点在于，只需针对电池的SOC进行测量，并不考虑单体电池的容量，实用性较好。因此，它可以在实际应用中方便地实现电池组的均衡管理。不过，基于SOC的均衡策略也需要考虑电池组中电池的串联系统以及充放电过程中的动态特性，以确保均衡控制的准确性和稳定性。

充放电均衡电路的功能分类：

充放电均衡电路主要分为充电状态下的电压均衡、放电状态下的均衡以及充放电动态均衡三种。

1、充电状态下的电压均衡

充电状态下的电压均衡策略主要是针对过充情况而设计的。它通过开关电阻均衡方式或能量转换式均衡方式来实现均衡。开关电阻均衡方式是在电池组中的电压过高时，通过开启电阻来消耗多余的能量，从而达到均衡的目的。能量转换式均衡方式则是将过高电压的能量转化为其他形式的能量，如热能等。这种均衡方式可以有效防止电池的过充现象，保护电池的安全性。

2、放电状态下的均衡

放电状态下的均衡主要是对单体电池进行均衡控制。均衡电路会向容量较低的单体电池传输能量，使其能量消耗较多，从而实现电池组的均衡。放电状态下的均衡方式可以根据检测到的单体电池电压的大小来调整均衡电压和时间，以达到均衡的效果。

3、充放电动态均衡

充放电动态均衡是一种综合了充电和放电两种均衡方式的策略。它同时在充电和放电过程中进行均衡操作，以实现电池组的均衡。这种均衡策略可以更全面地考虑电池组中各个单体电池的状态，从而提高整体性能和寿命。在实际应用中，充放电动态均衡可以通过控制电流和电压来实现，以达到均衡的效果。

总结起来，均衡电路的功能主要包括充电状态下的电压均衡、放电状态下的均衡以及充放电动态均衡。通过合理设计和调整均衡参数，可以实现电池组的均衡管理，提高电池组的性能和寿命。不同的均衡方式可以根据实际情况选择使用，或者综合运用多种方式来实现更好的均衡效果。所以均衡对于目前的电芯来讲，是一个很重要的功能。均衡功能的实现方案分为两种，有源（主动）均衡和无源（被动）均衡；被动均衡就是用电阻放电，主动均衡就是让电荷在电芯之间流动，其实关于这两种的叫法也有一些争议，不做展开；其中无源（被动) 均衡在现实中应用的比较多，而有源(主动) 的较少。

BMS主动均衡方案

车载ESS（动力电池系统）保持良好的一致性是避免性能下降、确保理想寿命的关键。因此一方面电池应该具备较好的先天一致性，即同一型号档位的电池单体的一致性；通过设计、材料、制造、工艺、筛选控制保证电池在使用之前的差异。另一方面电池在集成为系统时需具备良好后天一致性，即确保机械层面的（维持各单体电池一致的机械应力）、热管理层面的（维持各单体电池一致的温度）、电气连接层面的（维持一致的连接阻抗）、荷电状态层面的（维持一致的SOC）一致性。由此可见将维护电池系统一致性的任务完全寄托于电池管理系统的均衡功能是不现实的，均衡功能更应该被看做差异产生后的补救措施，而在ESS开发过程中更多的资源应该放在避免差异的产生上。因此目前在乘用车领域简单可靠的被动均衡方案更为适用，而性能出色的主动均衡很难有一席之地。当然如果在先天一致性不能保证的领域（如回收电池梯次利用），或保障后天一致性成本很高的领域（如商用车，有着电池容量大、安装位置差异大、开发周期短等因素的制约）主动均衡还是有着比较广泛的应用前景。本文主要梳理一下主动均衡的几种实现方式。

1. 电池均衡的本质

电池系统组是由众多电池串联而成的，因此经过每一节电池的电流均为I0。在充电场景下假设第N节电池率先达到工作电压上限，且希望其余电池继续保持当前充电电流时，就需要在第N节电池上并联上一个支路以分流一部分能量。

被分流的能量如果通过电阻发热耗散的方式进行则被定义为被动均衡。

若被分流的能量通过转递能够再次被存储利用则被定义为主动均衡。主动均衡方案的多样性就在于这些能量如何被传递，被传递到了哪里。

2. 能量传递方式

一般电路中常见的能量传递方式包括：电感、电容、变压器、变换器（Buck/Boost等）。采用变压器是目前主动均衡方案中比较常见的技术路线。

放电模式下一般采用底部均衡策略（Bottom balancing），BMS识别出Module中容量较低的Cell单体，控制变压器原边导通，由外部向Cell转移能量。

充电模式下一般采用顶部均衡策略（Top balancing），BMS识别出Module中容量较高的Cell单体，控制变压器副边导通，由Cell向外部转移能量。

3. 能量传递路径

（1） Cell to Cell

首先我们会想到的方案是将这部分能量在单体与单体之间互相传递，直接从荷电态高的转移至低的，相当于“劫富济贫”。但是如果采用这种技术路线，则在实现上需要数量庞大的开关矩阵才能完成指定单体间的互相传递，可操作性不强。

（2）Cell to Module
然后我们会想到让每一节电池都能将能量反馈到整个Module上，相当于“平均分配”。这总方案显然能够有效降低复杂度。缺点在于Module和Module之间无法实现能量转移，因此Module之间的一致性问题依然存在。另一方面Module中电池串联数量在不同的项目中可能是不同的，而采用变压器的绕组需要根据Cell电压范围和Module电压范围进行匹配选型，在产品的通用性上可能有影响。

（3）Cell to LV
还有一种可以实现的方式是让每一节电池都将能量反馈到低压电池上，相当于“先统一上缴国家，再由国家精准扶贫”。一方面能量偏高的Module多上缴，可以控制Module间的一致性差异。另一方面，Cell的电压和低压电池电压（12V或24V）是比较确定的，产品通用性会比较好。

4. 主动均衡方案

（1） Linear LTC3300
LTC3300可实现6节电池的均衡控制，与LTC680x通过SPI交互。从选择的能量传递路径上看，这个方案属于Cell to Module型，但为了克服Module间能量无法传递的问题，LTC3300支持将能量传递至相邻Module。

（2）Linear LT8584
LT8584则是单节均衡控制芯片，并且是单向，与LTC680x的C12和S12连接。

（3） TI EMB1499 + EMB1428
TI与Linear的解决方案[敏感词]的区别在于无需对每一节电池配一个变压器，而是通过开关矩阵控制选择目标单体电池和变压器连接，减少变压器数量。EMB1428为7通道的开关矩阵驱动器，EMB1499为双向变压器控制器。

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TI无线BMS解决方案

TI的无线BMS解决方案使汽车制造商能够降低其设计的复杂性、提高可靠性并减轻汽车重量，从而延长行驶里程。得益于能够灵活地跨生产模型调整设计，汽车制造商可以通过TI全面的无线BMS产品更快地过渡到生产阶段，此类无线BMS产品包括：SimpleLink2.4GHz CC2662R-Q1无线微控制器(MCU)评估模块，软件和功能安全驱动工具(如安全手册；失效模式与影响分析FMEA；失效模式影响和诊断分析FMEDA；TV SD概念报告等)。

无线电池管理系统的应用将是电动汽车市场中一个日益增长的趋势，因为这类进展提供了更大的设计灵活性，相对于传统系统也降低了复杂性和成本，TI展示了一个将这些优势与ASIL D合规性相结合的解决方案，为业界树立了一个可遵循的标准。

符合ISO 26262的ASIL D的要求

为了减少汽车制造商的开发时间，TI已要求领先的功能安全权威机构TV SD针对以下方面进行独立的可行性评估：TI无线BMS功能安全概念的定量和定性错误检测性能，汽车制造商符合汽车安全完整性等级ASIL D认证，以及更高水准的国际标准化组织(ISO)26262认证。

TI的无线BMS功能安全概念采用专为无线BMS使用案例开发的新无线协议，解决了通信错误检测和安全问题。借助CC2662R-Q1无线MCU实现的专有协议，可以在主机系统处理器与新发布的BQ79616-Q1电池监控器和平衡器之间进行稳定可靠和可扩展的数据交换。

安全地实现业界出色的网络可用性

与有线连接相比，TI通过CC2662R-Q1无线MCU实现电池管理系统的无线协议，可以提供业界出色的网络可用性(超过99.999%)和300ms的网络重启更大可用性。该无线MCU可提供高吞吐量和低延迟的专用时隙以防止数据丢失或损坏，同时使多个电池单元能够以±2mV的精度向主MCU发送电压和温度数据，且网络数据包错误率小于10-7。汽车制造商可以利用TI提供的安全驱动工具减少潜在威胁，例如：密钥交换和刷新；独特的设备身份验证；调试安全；基于联合测试行动小组(JTAG)协议锁定的软件IP保护；高级加密标准(AES)128位加密加速和消息完整性检查。

在多平台上进行可靠扩展和系统级设计

考虑到汽车制造商的长期设计需求，TI的无线BMS创新技术在业界具有更高的可扩展性。确定性协议可提供市场上更高的吞吐量，使汽车制造商能够在不同的电池配置下(如具有32、48和60个电池单元的系统等)，将采用单个无线片上系统的电池模块与多个BQ79616-Q1电池监控器相连。该系统设计可支持多达100个节点，每个节点都达到业界更低的延迟(低于2ms) ，并且每个节点的测量均可实现时间同步。CC2662R-Q1无线MCU独立于各个电池单元监控装置之外，不再需要菊花链隔离组件，因此也减少了相应的成本。BQ79616-Q1电池监控器和平衡器在同一封装类型中提供不同的通道选项，同时提供了引脚对引脚的兼容性，并支持在任何平台上完全重复使用既有的软件和硬件。

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关于无线BMS的优缺点分析

一、为什么选用无线BMS？

1、结构上更安全
从现在开始，我们无需再为锂电池组的PACK焊接电压采集信号线而烦恼。只需将它们串联或并联连接即可，大大减少了配线的复杂性。此外，更重要的是，这种连接方式避免了由于线束问题所带来的各种隐患。

2、能量密度提升
减少锂电池组的线束，使电池组空间利用效率提高，重量、体积都得到改善，能量密度也提高了。

3、整体PACK的成本降低
减少了线束连接插件，监控模块等等部件的成本。

4、更智能化更简易化
通过CAN总线通讯，无线传输，对监控管理电池组的电压、SOC、电流、温度、运行状态等参数更加智能化了。无线BMS可以收集电池的数据，不仅可以预测电池的性能，还可以跟踪监测到整车生产、仓储运输、售后维护、电池回收等等，整个锂电池组的生命周期都将数据化。

二、无线BMS哪些难关或挑战？
无线电池管理系统(wBMS)的新时代，安全任务成为焦点。只有在从设备到网络以及电动汽车电池的整个生命周期都能确保安全的情况下，才能实现 wBMS 技术的全部优势。从这个角度来看，安全性需要系统级的设计理念，包括流程和产品。
1、无线BMS应用到整个电池组PACK中，它的电磁兼容性是个难关。
2、抗干扰的稳定性上，也是一种挑战，一旦无线BMS的无线传输被干扰，未能及时对锂电池组做出保护响应，隐患无穷。

三、以T1为例：无线BMS的本质是什么

无线BMS的本质是用无线通信的技术，减少了从控CSU之间、从控与主控BMS之间的连接线，而电压&温度的采样、以及将电压和温度传送至从控CSU的方案不受影响；此外，BMS与继电器、Pyrofuse、整车VCU之间的控制连接线也不受影响，这些地方当前主流的方案均可使用。

这点可以从AD的方案中看出，如下，左图是当前常规型BMS，右图是无线BMS方案。

减少的是模组Module与从控CSU之间的灰色线、CSU之间与CSU和主控BMS之间的蓝色线（菊花链）。从TI的示例中也可以看出，所替代的仅是上图（常规BMS）中的虚线部分。

如果想要摆脱那些繁琐的线束，就需要依靠无线通信技术。这种技术通过一个小巧的无线芯片来实现，它能够与现有的采集芯片和主控器芯片无缝集成，从而组成全新的BMS板。换句话说，我们可以通过这种无线通信技术来简化电池管理系统的结构，并提高整个系统的可靠性和稳定性。

以TI的无线BMS方案为例，主要由两部分构成，一个是负责电芯电压和温度采样的监控&均衡从控模块CSU，一个是主控单元。

监控&均衡的模块由采集芯片BQ79616-Q1+无线通信芯片CC2662R-Q1构成，BCU部分也是加上了无线通信芯片CC2662R-Q1。

其中，采集芯片BQ79616-Q1与现在常规的BMS采集芯片类似，主要组成如下，[敏感词]采集6串电芯，可支持到12串、14串、16串。TI的这款芯片有个特别之处，在于它宣称可以在硬件水平上做到功能安全ASIL D的等级，而不需要软件再去做相应的安全开发。

无线通信芯片CC2662R-Q1的构成如下，它是TI自己开发的一个芯片，最主要的是它的通信协议也是自己开发的。

由于没有线束这种实物连接的存在，主控MCU和从控CSU之间无需再做额外的电绝缘处理，这进一步减少了无线BMS在硬件电路上的元器件成本，和设计组装的复杂性。

四、有没有必要采用无线BMS

有必要上无线BMS吗？就目前的BMS方案来看，个人觉得不一定，主要还是成本。

首先，无论AD也好，还是TI也好，在对比当前BMS方案时，所对比的是非常久远的方案：有长长的线束、有错综复杂的布置，但实际上它仅仅是减少从控、主控之间的连接，其他领域的连接技术已经进化了，比如现在用FPC代替采样、或是直接将采集板与电芯布置在一起，用busbar等完成采样或直接与电芯接触（代表的案例是Model S Plaid、汉EV CTP、MODEL 3/Y），但这些位置的线束，并不是因为采用了无线BMS而省掉的。

由于现在电芯在电池包内的高度集成，已经把从、主控之间的连接简化为2-3根线束，不再是复杂的设计，只是无法实现全自动化。

下面看下无线BMS的优缺点（下图来自于TI官网），表格中有一个重要因素没有考虑，即成本；目前大家看到无线BMS在电动汽车上面没有广泛地推广起来（基本大家都在观望和预研），其重要的原因就是成本问题。

前面提到过，无线BMS方案增加了一个无线的MCU，它的成本现阶段还不能被减少网络变压器与线束来吸收掉。

另一个方面，无线BMS在模组技术时代，能更好地应用于电池包退役后的梯次利用（模组级别），但随着电池包更高的集成度，模组时代也正在被淘汰，一切都还有太多的不确定因素。

“单从技术角度来看，无线BMS无疑是值得研究的，不仅仅是零部件厂家，整车企业、电池企业包括宁德时代都在研究；但从商业和产业化角度来看，这最终仍是个成本与收益的较量，在现行的BMS集成方案上，看不到无线所代来的显著优势。”

五、无线BMS哪些方案

要说能够实现无线连接的技术，其实不在少数，不管是蓝牙、Zigbee、Thread还是Wi-Fi、专有2.4GHz都能实现。在无线产品市场我们可以找到很多支持不同连接协议的产品。

大家之前都接触过各种厂家的无线BMS实现方案，如TI的无线介绍：举个具体的例子，TI无线方案实现方式如下（图片来自于TI官网），每一个采集板上面有AFE进行正常的电芯监控，然后采集板与主控板之间通过无线方式进行连接。

无线BMS解决方案主要目标是将BMS的采集板与控制板之间的通信做成无线的方式，下图为菊花链通信与无线通信的架构对比（来自于TI官网）：

目前电动汽车上的BMS方案中，采集板与控制板之间主要是菊花链通信，具体协议与每个厂家的AFE绑定，但对外都是差分通信的形式，还需要网络变压器做隔离传输；换成无线方案后，采集板可以去掉网络变压器、信号连接器以及线束，但新增了无线的MCU，如下图TI方案中的CC2662，另外无线协议目前看也是与每个厂家绑定的，相互之间不兼容。

可以提供无线BMS方案的厂家目前已经有很多了，例如TI、ADI、伟世通等等，针对具体无线的协议细节本文就不展开了；另外还见过一家名叫Dukosi的无线BMS方案很特别，它们利用近场无线通信（NFC）技术，采集板、控制板背面靠近同一条线即可建立通信，而这条线与单板之间是非电气式接触的形式。

不过无线BMS现阶段确实有量产的应用场合，在华为的基站储能中使用过一个名字叫做iBAT的产品，它就是一个无线的BMS采集板，每个采集板采集对象是铅酸电池，可以看到单板为12V供电，来自于电池本身。

其内部PCBA如下图所示，单板上面只有一个采样输入连接器，对外的通信方式为ZigBee无线通信，单板上面还可以看到PCB走线天线，使用了TI的CC2538无线MCU。

华为的这种应用中，由于每一个铅酸电池尺寸比较大，成组不容易，所以每个电池都配置了各自的采集器，这样的话通信线束的规模一下子就上来了，所以这里选用无线BMS方案更有优势。

从上面可以看到，如果后面有一种应用需要对每一节电芯都布置单独的采集板，此时使用无线BMS的优势就完全体现出来了；例如大唐NXP一直在推广的单节电芯采样芯片DNB1168（图片来自于大唐NXP官网），它只针对单节电芯进行采样，并且具有电化学阻抗测量功能，但是这样的话AFE之间通信的线束就会很多，所以使用无线通信方案是好的选择。

除此之外，随着技术的演进，相信无线芯片的成本也会降下来；现在也有一些公司在努力把AFE与无线通信功能做到一起，这也可能会带来成本的降低。