人们在启动电池管理项目之前常常忽略的3个问题

电池管理系统 (BMS) 的快速普及是一个不争的事实，也是一项严峻的挑战。Mordor Intelligence行业报告显示，预计到2029年，BMS的市场规模将达到近120亿美元。其原因也非常简单：目前整个工业领域都在努力推动可持续发展，交通工具的电气化转型也在进行当中，而我们必须利用电池来存储所生成的可再生能源。
 

特别对工业应用、医疗设备、电信或数据中心等细分市场而言，相关业务运营活动对电池及其管理系统的依赖程度越来越高。因此，对于许多从业人员而言，了解BMS的工作原理及其设计方法已成为必修课。

从本质上讲，电池管理系统主要负责监控电池的充电状态 (SoC) 和健康状态 (SoH)；前者指的是电池在电量耗尽之前所能够维持的续航时间，后者则用于表示某个电池的总容量与新电池的对比情况。然而，许多人往往低估了一款优秀BMS的复杂程度。
 

除了跟踪SoC和SoH状况，电池管理系统还能够通过合理安排充电和放电循环实现均匀的电池损耗，从而延长电池的总体使用寿命。此外，该系统还具备多种安全功能，例如在发生故障时通过断开电池连接来防止发生火灾，以及在某个电池或电池组出现故障时切换到其他不同的电池或电池组等等。
 

有趣的是，尽管BMS的应用范围广泛且功能复杂，许多工程师在设计过程中仍会提出一系列非常标准化的问题。开发团队常常需要考虑的问题包括：电池的预期峰值和平均功耗、行业的安全要求，以及用于与主机微控制器通信的外设类型（如SPI或CAN）等。虽然这些问题和考量是必不可少的，但我们希望分享三个在开发初期常被忽略，但在设计BMS时却至关重要的问题。

以菊花链方式连接电池组是一种十分常见，但却经常被忽视的连接方案。在许多情况下，用多个小电池组来替代一个大电池组有助于降低成本、增加冗余、延长电池的整体使用寿命等等。但要以菊花链的方式连接电池组，对工程团队而言堪称一项艰巨的挑战。BMS必须确保与所有电池之间建立快速、安全的通信渠道。
 

这意味着该系统需要与电池及其传感器直接连线，并对主机MCU和菊花链中使用的电路板进行电气隔离。不仅如此，电池组安装空间的缩小也为开发人员安置电子元件和所需的传感器（如温度传感器）带来了诸多挑战。

软件开发人员非常清楚，生态系统能够极大地影响创建应用的难度。因此，我们必须充分了解各种即用型功能。实际上，很多时候开发团队会列出SoC和SoH等一系列功能，但却很少考虑如何打造出能够快速、可靠地实现这些功能的应用软件。
 

在许多情况下，如果公司所采用的生态系统能够提供这些即用型或准即用型功能，则可以为公司节省下大量的时间和资源。简而言之，BMS本身已经十分复杂，因此我们尽可能不要从头设计所有功能。

概念验证能够为最终设计方案提供清晰的实现路径，因此堪称开发团队的最佳起始点。基于这一理念，意法半导体推出了AEK-POW-BMS63EN——一款采用L9963E电池管理IC的开发板。此外，我们推出的AEK-COM-ISOSPI1也有助于隔离电池管理系统与主机MCU（例如AEK-MCU-C4MLIT1平台上的SPC58）的连接。意法半导体甚至开发了AEK-POW-BMSHOLD，从而能够将电池与我们的开发套件轻松连接。

这样，工程师即可在数分钟之内以菊花链的方式连接多达31个电池组，使用AutoDevKit Studio中的示例应用对其进行设置，并试用所有相关软件功能。

除了能够在数分钟内完成概念验证，用户还可试用我们的图形用户界面，从而更好地理解Coulomb计数或电池均衡等概念。此外，我们的入门指南也可帮助开发团队尽快步入正轨。事实上，当所有人都将注意力放在最终设计方案上的时候，很容易忽略早期开发阶段。然而，这些初始环节对于提升公司的生产效率有着至关重要的作用。正因为如此，我们除了提供硬件和软件平台，还可为用户提供相关文档资料，以帮助他们顺利度过项目的初始阶段。