電動(dòng)單車(chē)的 BMS 及其無(wú)線(xiàn)化

電動(dòng)單車(chē)綠色清潔、方便快捷、使用成本低，成為不少居民的出行選擇。伴隨電動(dòng)單車(chē)的廣泛應用，一些因線(xiàn)路、充電等問(wèn)題引發(fā)的安全事故等現象較為普遍，電動(dòng)單車(chē)電池的容量、安全系數、健康狀況與續航能力日漸成了關(guān)注重點(diǎn)。

2019年3月26日，工業(yè)和信息化部發(fā)出消息，電動(dòng)單車(chē)新強制性國家標準《電動(dòng)自行車(chē)安全技術(shù)規范》于2019年4月15日正式實(shí)施，雖然國家并未確定淘汰鉛封電池，電動(dòng)單車(chē)鉛封換鋰電和智能化卻已是大勢所趨。相對于該領(lǐng)域廣泛采用的鉛封電池，鋰電池具有工作電壓高、體積小、能量密度高、無(wú)記憶效應、無(wú)污染、自放電小、循環(huán)壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。鋰電池由眾多鋰電芯組成，這提高了充放電安全和與電池壽命相關(guān)的操作的管理的難度，對電池管理系統（BMS）提出了更高要求。

電動(dòng)單車(chē)應用BMS功能需求體現

BMS系統能對電動(dòng)單車(chē)電池的充放電、電池溫度、單體電池間的均衡進(jìn)行控制。在電動(dòng)單車(chē)中，動(dòng)力鋰電池組作為核心部件之一，在制造成本中占有極高的比重，電池管理系統作為電動(dòng)單車(chē)動(dòng)力電池組的監控管理中心，必須對電池組的溫度、電壓和充放電電流等相關(guān)參數進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監測和管理。

安全需求

鋰電池一次過(guò)放電便會(huì )造成電池的永久性受損，在極端狀況下，鋰電池溫度過(guò)高或是過(guò)充電會(huì )造成熱脫控，電池會(huì )裂開(kāi)甚至于發(fā)生爆炸。因而需用BMS來(lái)嚴控充電及放電的全過(guò)程，來(lái)防止損壞電動(dòng)單車(chē)電瓶的情況發(fā)生。

此外，電池內短路是最麻煩、最難明確的熱失控原因，在現階段，這也是電池安全領(lǐng)域全球性的難題，可能會(huì )造成嚴重的影響。并且，電池內短路現在還不能從源頭上去避免，而利用BMS電池管理系統能夠迅速鑒別電池內短路，以達到對電池的短路保護。其雙重短路保護、雙重過(guò)流、過(guò)充、過(guò)放保護等技術(shù)，充分保障了電池的使用安全，進(jìn)一步延長(cháng)了電池壽命。

功能需求

電池在運行的時(shí)候，需獲取電池的SOC（Status of Charge電荷狀態(tài)）參數，BMS系統能利用SOC參數去分析電池所剩的電量,BMS系統就會(huì )根據每一個(gè)電池單體的實(shí)際情況來(lái)分配如何為電池充電，哪一個(gè)電池單體已經(jīng)充滿(mǎn)可以停止給它充電等。電池在不同溫度下，運行性能也會(huì )隨之產(chǎn)生變化，BMS電池管理系統可以讓其穩定在最佳工作溫度區間（25℃~40℃）。

同時(shí)針對電池在制造、運行過(guò)程中形成的非一致性，以及容量、內阻隨電池生命周期的變化，BMS能夠利用其電均衡功能改善不一致性，提升整體性能。

無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分賦能BMS系統升級

2022年2月18日，工業(yè)和信息化部科技司公開(kāi)征集對《電動(dòng)自行車(chē)用鋰離子蓄電池安全要求》的意見(jiàn)。意見(jiàn)要求我國電動(dòng)單車(chē)在傳統BMS基礎功能上增加遠程監控和管理功能，形成無(wú)線(xiàn)BMS管理系統。無(wú)線(xiàn)BMS實(shí)時(shí)監測電池包健康，平衡每個(gè)電芯化學(xué)表現，優(yōu)化電池性能，可以通過(guò)云端應用和云端算法對其管理狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，并對電池可能遇到的突發(fā)事件提供預警和遠程處理的便利。無(wú)線(xiàn)BMS通過(guò)數據采集系統，信號傳輸系統，云端業(yè)務(wù)算法和應用，用戶(hù)端APP等，把傳統的BMS帶入了可以對電池進(jìn)行遠程進(jìn)行監控和管理的智能物聯(lián)網(wǎng)階段。無(wú)線(xiàn)BMS需要實(shí)現遠程監控和管理功能，主要依靠LTE CAT1模塊， NB-IoT模塊，低功耗藍牙模塊等來(lái)實(shí)現。

LTE Cat 1系列模組為BMS電池管理終端提供無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，通過(guò)內置LTE Cat 1模組，能夠將電池運行狀態(tài)實(shí)時(shí)上傳，實(shí)現鋰電池全網(wǎng)監控，同時(shí)向下兼容2G，減少網(wǎng)絡(luò )盲區。Cat1是針對中低帶寬物聯(lián)網(wǎng)設備設計的網(wǎng)絡(luò )制式，是3GPP Release8中的重要部分，能夠提供比NB-IoT技術(shù)更高的數據速率?；贜BIOT協(xié)議的BMS遠程監控系統，遠程控制終端通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)云平臺與NBIOT模塊進(jìn)行信息的交互，互聯(lián)網(wǎng)云平臺對從NB-IoT模塊傳輸的電池狀態(tài)數據進(jìn)行分析處理及數據管理，對車(chē)用電池進(jìn)行實(shí)時(shí)管控,提高了車(chē)用電池的管理效率。低功耗藍牙可以將智能BMS系統的監測和管理系統車(chē)輛實(shí)現與智能手機或中控面板作連接，也能利用移動(dòng)終端的數據通信功能轉連接至云端互聯(lián)網(wǎng)。手機下載相應軟件，通過(guò)手機上的軟件就可以和電動(dòng)單車(chē)進(jìn)行智能雙向互動(dòng)。手機終端等不僅可以顯示由電池管理系統監測到的電池電壓，電池溫度，電池健康狀況等，它也可以顯示已騎行里程和剩余里程，同時(shí)還可以實(shí)現尋車(chē)的功能。

無(wú)線(xiàn)BMS優(yōu)勢特點(diǎn)

智能監控 ?

電池數據會(huì )被無(wú)線(xiàn)通信系統實(shí)時(shí)地傳輸到云端，讓用戶(hù)通過(guò)APP即使遠在千里之外，仍舊可以很清晰地了解電池的運行狀態(tài)。BMS電池智能管理可全方位保護電池安全，時(shí)刻檢測電池溫度、電流及電壓等數據并上報平臺，并結合BMS保護板實(shí)現充放電管理、高溫報警等功能，發(fā)生異常時(shí)，用戶(hù)會(huì )實(shí)時(shí)收到異常提醒，方便采取操作。

智能管理 ?

原本需要打開(kāi)電池取出模塊才能對BMS進(jìn)行的一些參數調整，現在只需要通過(guò)APP就可以實(shí)現。同時(shí)可以遠程對電池進(jìn)行斷電，固件升級等操作，大大節省了操作成本。設備可對接第三方平臺進(jìn)行數據收集及統計，幫助運維方掌握電池生命周期，還可對設備進(jìn)行遠程O(píng)TA升級，實(shí)現便捷統一管理。

智能定位防盜 ?

通過(guò)定位技術(shù)可精準追蹤電池位置，助力企業(yè)實(shí)時(shí)監控電池分布信息，有效降低電池丟失風(fēng)險，還可共享位置開(kāi)展換電業(yè)務(wù)，并協(xié)助政府進(jìn)行位置監管。

由于行業(yè)對安全重視程度日益提高，且用戶(hù)對智能體驗的要求也越來(lái)越高，作為未來(lái)電動(dòng)單車(chē)的動(dòng)力大腦，無(wú)線(xiàn)BMS是該產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵所在。作為國內知名的無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)方案提供商，深圳信馳達科技以其專(zhuān)精的射頻技術(shù)、嵌入式開(kāi)發(fā)和云管端系統開(kāi)發(fā)能力，為多家海內外電動(dòng)單車(chē)領(lǐng)域廠(chǎng)商提供了各個(gè)層次的產(chǎn)品技術(shù)賦能。