锂电池组BMS产品的第三种架构

目前锂电池组BMS产品主要有2种架构，集中式管理系统和分布式管理系统。集中式成本较低，但是线束比较复杂，而且需要和电池单体一一对应，如果接错会有电池短路起火的风险。分布式的线束相对简单，但是单体管理单元（CSC）仍然需要和电池单体保持一一对应的关系（通过在CSC上设置软地址或者硬地址来解决），给生产和维护带来了额外的工作量。而且需要注意的另外一点是，如果要实现主动均衡功能，这两种架构的BMS还需要额外的连线来完成能量的转移。不仅如此，还需要解决的另一个难题是开关矩阵，就是能量如何从整组电池中流入任一个单体。目前有在用的方案是通过继电器，实现简单，但也带来了寿命和可靠性的问题。因为继电器是一个机械电子元件，有寿命的限制和开关动作时粘连的危险。还有一个解决方案是用电子开关，MOSFET，但是会带来成本和电路复杂性的上升。
从功能实现的角度来看，BMS的所有功能都没有不可逾越的技术门槛，但从实际使用的角度来看，BMS产品的难点在于复杂的线束、一一对应的关系和大电流主动均衡的低成本实现。集中式管理系统和分布式管理系统都没能很好的解决这些问题。
深圳的一家初创公司提出了第三种架构，积木式架构，干净利索的解决了BMS的难题。

系统由UM（单体模块）、控制器和总线（2线制）三部分构成。电池组根据单体数量分成一组或多组，每个电池单体配有一个UM模块，该模块为标准模块，没有任何软硬地址设置。模块为4端口， 2个输入2个输出，输入与电池单体正负极相连，输出与每组总线相连；总线为2线制，可以传递数据和能量，主动均衡电流可以达到10A；总线与控制器连接，这样就形成了一个系统。象搭积木一样，多个系统可以通过CAN总线连接构建成更大规模（百串级别）的电池组能量管理系统，积木式架构由此得名。组成系统的模块和总线都是标准部件，只有控制器根据系统规模大小会有相应设置。
　　初看之下，这种架构和分布式架构类似，其UM和分布式的CSC功能相似；但是其UM比CSC要更简洁，更灵活，不用任何地址设置，这也就是说，任意2个UM都可以互相替换，生产和维护效率会高很多，对操作人员要求也没那么高。总线只有2根线，却把数据传输和能量传输统一起来，解决了线束和矩阵开关的难题。这BMS的第三种架构，有潜力成为BMS产品的最终架构。