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BMS，躍升智能電源臺(tái)柱

本文作者：任苙萍點(diǎn)擊： 2018-03-15 08:21

前言：

最初，電池管理系統(tǒng) (BMS) 只是單純想針對(duì)特定區(qū)塊做過(guò)度充電、放電及工作溫度異常的預(yù)防，以確保電器正常運(yùn)作；后來(lái)，基于省電、節(jié)能考能，迭加功能越來(lái)越多。如今，人們?nèi)粘Ｉ钜央S處充斥著充電式電子產(chǎn)品，加上便攜式設(shè)備、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)車的落地生根、大型動(dòng)力電池的普及，亟需通過(guò)＂管理機(jī)制＂來(lái)智能調(diào)控大串?dāng)?shù)電池組的電量消耗和補(bǔ)充，目的是維護(hù)人、機(jī)安全，并利用電流變化做更多后續(xù)加值應(yīng)用。BMS 儼然已在現(xiàn)代電源系統(tǒng)一躍成為要角，甚至有人用＂核心／主腦＂來(lái)形容它。

網(wǎng)絡(luò)亦不乏有不少人提出疑問(wèn)：哪家廠商的 BMS 最好用？這恐怕沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。多數(shù)微控制器 (MCU) 供貨商基本上都備有相關(guān)解決方案，差別在于有些供貨商是以整合式或?qū)Ｓ卯a(chǎn)品問(wèn)市，而有些則是提供基本組件，由通路商或合作伙伴自行發(fā)揮，如：恩智浦半導(dǎo)體 (NXP)。至于何者較優(yōu)？平心而論，須視開發(fā)者的用途而定；例如，電動(dòng)車或工業(yè)應(yīng)用等講求精準(zhǔn)與＂時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)＂(TSN) 的應(yīng)用，測(cè)量誤差與＂微秒級(jí)＂的極速運(yùn)行時(shí)間，可能就是最大考慮。此外，是否要采取有源電路干預(yù)、維持電池組的電量均衡？抑或消極平均配給？應(yīng)視個(gè)案而定。

因此，我們本期【專題報(bào)道】特別精選一些特色產(chǎn)品做介紹，希望提供開發(fā)者具體而微的概觀。以新一代 BMS 必備功能——＂電池容量檢測(cè)＂為例，通常以＂庫(kù)侖計(jì)數(shù)＂(Coulomb count) 估算；典型計(jì)量方式是用電流感測(cè)放大器監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)電流，再由 MCU 軟件演算數(shù)值，但此法恐?jǐn)U大誤差、須輔以校正程序，用于小范圍分流器 (Shunt) 電阻或死循環(huán)電流傳感器尚可，若用來(lái)估算整個(gè)電池組的電量，恐力有未逮。于是，羅姆半導(dǎo)體 (Rohm) 主張改由專用芯片代勞；既可減少 MCU 工作負(fù)載，還可加載中斷警示、喚醒、休眠等額外功能。

最關(guān)鍵的是：專用芯片便于＂實(shí)時(shí)＂監(jiān)控短至幾百毫秒的瞬間變化，且開發(fā)者可定義時(shí)間單位。另 BMS 產(chǎn)品已順利打入多家重量級(jí)車廠供應(yīng)鏈的德州儀器 (TI) 更強(qiáng)調(diào)：偵測(cè)電池健康度是預(yù)防電池老化的第一步，對(duì)于不容意外當(dāng)機(jī)或易危及人身安全的應(yīng)用尤為重要。只要偵測(cè)夠準(zhǔn)確，就能進(jìn)一步采取保護(hù)措施，而 TI 的＂阻抗追蹤＂(Impedance Tracking, IT) 算法可經(jīng)由電池的放電狀況計(jì)算電池內(nèi)阻，將它映射到電池在放電時(shí)的電壓差，掌握電池的健康程度；即使要檢測(cè)不斷電系統(tǒng) (UPS)，也能在維持備援所需容量下，通過(guò)小容量的放電計(jì)算電池內(nèi)阻。

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