深度：電動汽車有必要採用無線BMS嗎？

無線BMS一直是BMS領域一個比較活躍和吸引人關注的領域，探索較早、產業化最快的是TI（收購了凌特），早期有在BMW i3上的技術展示（由凌特提供），到現在即將在通用Ultium平臺上的量產（由AD（Analog Devices）提供）。無線BMS在摸索了多年之後，似乎終於要迎來了大規模應用的曙光。

那麼，為什麼要採用無線BMS，無線BMS的本質是什麼，有沒有必要採用無線BMS？這裡我們分別來探討下。

1、為什麼要採用無線BMS

當前的BMS方案因為有連線線的存在（傳遞訊號所需要）有很多的不足，概況來講：

（1）線束、及其插接頭一直都是發生失效和故障較多的地方，減少這些連線件的存在，可以降低電池包的失效率，提高執行的安全可靠性；

（2）線束、及其插接頭在整包佈置的時候需要額外地考慮其走線、空間，這消耗了電池包寶貴的可用空間，減少它們的存在，能夠提高整包的體積能量密度；

（3）線束（往往是銅線），及其插接頭，增加額外的重量、成本，會降低電池包的能量密度、增加整車的成本；

（4）線束，及其插接頭往往是需要人工來進行裝配，這會增加整包生產的工時，增加人力成本，減少這些生產過程，能夠提升生產效率，降低製造成本。

這些是我們能夠直觀理解到的，也是能夠直接見效的，無線BMS本身還有其他的優勢，在後面再補充。

2、無線BMS的本質是什麼

無線BMS的本質是用無線通訊的技術，減少了從控CSU之間、從控與主控BMS之間的連線線，而電壓&溫度的取樣、以及將電壓和溫度傳送至從控CSU的方案不受影響；此外，BMS與繼電器、Pyrofuse、整車VCU之間的控制連線線也不受影響，這些地方當前主流的方案均可使用。這點可以從AD的方案中看出，如下，左圖是當前常規型BMS，右圖是無線BMS方案。

減少的是模組Module與從控CSU之間的灰色線、CSU之間與CSU和主控BMS之間的藍色線（菊花鏈）。

從TI的示例中也可以看出，所替代的僅是上圖（常規BMS）中的虛線部分。

去掉這些線束，這些位置的連線即是透過無線通訊來實現的，具體的說，透過一個無線晶片，這個晶片會與目前已經在使用的採集晶片和主控器晶片整合在一起，來構成新的BMS板子。

以TI的無線BMS方案為例，主要由兩部分構成，一個是負責電芯電壓和溫度取樣的監控&均衡從控模組CSU，一個是主控單元。

監控&均衡的模組由採集晶片BQ79616-Q1+無線通訊晶片CC2662R-Q1構成，BCU部分也是加上了無線通訊晶片CC2662R-Q1。

其中，採集晶片BQ79616-Q1與現在常規的BMS採集晶片類似，主要組成如下，最低採集6串電芯，可支援到12串、14串、16串。TI的這款晶片有個特別之處，在於它宣稱可以在硬體水平上做到功能安全ASIL D的等級，而不需要軟體再去做相應的安全開發。

無線通訊晶片CC2662R-Q1的構成如下，它是TI自己開發的一個晶片，最主要的是它的通訊協議也是自己開發的。

由於沒有線束這種實物連線的存在，主控MCU和從控CSU之間無需再做額外的電絕緣處理，這進一步減少了無線BMS在硬體電路上的元器件成本，和設計組裝的複雜性。

3、有沒有必要採用無線BMS

但是真的有必要上無線BMS嗎？就目前的BMS方案來看，我覺得不一定，主要還是成本。

首先，無論AD也好，還是TI也好，在對比當前BMS方案時，所對比的是非常久遠的方案：有長長的線束、有錯綜複雜的佈置，但實際上它僅僅是減少從控、主控之間的連線，其他領域的連線技術已經進化了，比如現在用FPC代替取樣、或是直接將採集板與電芯佈置在一起，用busbar等完成取樣或直接與電芯接觸（代表的案例是Model S Plaid、漢EV CTP、MODEL 3/Y），但這些位置的線束，並不是因為採用了無線BMS而省掉的。

由於現在電芯在電池包內的高度整合，已經把從、主控之間的連線簡化為2-3根線束，不再是複雜的設計，只是無法實現全自動化。

另一個方面，無線BMS在模組技術時代，能更好地應用於電池包退役後的梯次利用（模組級別），但隨著電池包更高的整合度，模組時代也正在被淘汰，一切都還有太多的不確定因素。

單從技術角度來看，無線BMS無疑是值得研究的，不僅僅是零部件廠家，整車企業、電池企業包括寧德時代都在研究；但從商業和產業化角度來看，這最終仍是個成本與收益的較量，在現行的BMS整合方案上，看不到無線所代來的顯著優勢。