电动单车的 BMS 及其无线化

电动单车绿色清洁、方便快捷、使用成本低，成为不少居民的出行选择。伴随电动单车的广泛应用，一些因线路、充电等问题引发的安全事故等现象较为普遍，电动单车电池的容量、安全系数、健康状况与续航能力日渐成了关注重点。

2019年3月26日，工业和信息化部发出消息，电动单车新强制性国家标准《电动自行车安全技术规范》于2019年4月15日正式实施，虽然国家并未确定淘汰铅封电池，电动单车铅封换锂电和智能化却已是大势所趋。相对于该领域广泛采用的铅封电池，锂电池具有工作电压高、体积小、能量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等优点。锂电池由众多锂电芯组成，这提高了充放电安全和与电池寿命相关的操作的管理的难度，对电池管理系统（BMS）提出了更高要求。

电动单车应用BMS功能需求体现

BMS系统能对电动单车电池的充放电、电池温度、单体电池间的均衡进行控制。在电动单车中，动力锂电池组作为核心部件之一，在制造成本中占有极高的比重，电池管理系统作为电动单车动力电池组的监控管理中心，必须对电池组的温度、电压和充放电电流等相关参数进行实时动态的监测和管理。

安全需求

锂电池一次过放电便会造成电池的永久性受损，在极端状况下，锂电池温度过高或是过充电会造成热脱控，电池会裂开甚至于发生爆炸。因而需用BMS来严控充电及放电的全过程，来防止损坏电动单车电瓶的情况发生。

此外，电池内短路是最麻烦、最难明确的热失控原因，在现阶段，这也是电池安全领域全球性的难题，可能会造成严重的影响。并且，电池内短路现在还不能从源头上去避免，而利用BMS电池管理系统能够迅速鉴别电池内短路，以达到对电池的短路保护。其双重短路保护、双重过流、过充、过放保护等技术，充分保障了电池的使用安全，进一步延长了电池寿命。

功能需求

电池在运行的时候，需获取电池的SOC（Status of Charge电荷状态）参数，BMS系统能利用SOC参数去分析电池所剩的电量,BMS系统就会根据每一个电池单体的实际情况来分配如何为电池充电，哪一个电池单体已经充满可以停止给它充电等。电池在不同温度下，运行性能也会随之产生变化，BMS电池管理系统可以让其稳定在最佳工作温度区间（25℃~40℃）。

同时针对电池在制造、运行过程中形成的非一致性，以及容量、内阻随电池生命周期的变化，BMS能够利用其电均衡功能改善不一致性，提升整体性能。

无线物联网技术充分赋能BMS系统升级

2022年2月18日，工业和信息化部科技司公开征集对《电动自行车用锂离子蓄电池安全要求》的意见。意见要求我国电动单车在传统BMS基础功能上增加远程监控和管理功能，形成无线BMS管理系统。无线BMS实时监测电池包健康，平衡每个电芯化学表现，优化电池性能，可以通过云端应用和云端算法对其管理状态进行优化，并对电池可能遇到的突发事件提供预警和远程处理的便利。无线BMS通过数据采集系统，信号传输系统，云端业务算法和应用，用户端APP等，把传统的BMS带入了可以对电池进行远程进行监控和管理的智能物联网阶段。无线BMS需要实现远程监控和管理功能，主要依靠LTE CAT1模块， NB-IoT模块，低功耗蓝牙模块等来实现。

LTE Cat 1系列模组为BMS电池管理终端提供无线联网服务，通过内置LTE Cat 1模组，能够将电池运行状态实时上传，实现锂电池全网监控，同时向下兼容2G，减少网络盲区。Cat1是针对中低带宽物联网设备设计的网络制式，是3GPP Release8中的重要部分，能够提供比NB-IoT技术更高的数据速率。基于NBIOT协议的BMS远程监控系统，远程控制终端通过互联网云平台与NBIOT模块进行信息的交互，互联网云平台对从NB-IoT模块传输的电池状态数据进行分析处理及数据管理，对车用电池进行实时管控,提高了车用电池的管理效率。低功耗蓝牙可以将智能BMS系统的监测和管理系统车辆实现与智能手机或中控面板作连接，也能利用移动终端的数据通信功能转连接至云端互联网。手机下载相应软件，通过手机上的软件就可以和电动单车进行智能双向互动。手机终端等不仅可以显示由电池管理系统监测到的电池电压，电池温度，电池健康状况等，它也可以显示已骑行里程和剩余里程，同时还可以实现寻车的功能。

无线BMS优势特点

智能监控 ►

电池数据会被无线通信系统实时地传输到云端，让用户通过APP即使远在千里之外，仍旧可以很清晰地了解电池的运行状态。BMS电池智能管理可全方位保护电池安全，时刻检测电池温度、电流及电压等数据并上报平台，并结合BMS保护板实现充放电管理、高温报警等功能，发生异常时，用户会实时收到异常提醒，方便采取操作。

智能管理 ►

原本需要打开电池取出模块才能对BMS进行的一些参数调整，现在只需要通过APP就可以实现。同时可以远程对电池进行断电，固件升级等操作，大大节省了操作成本。设备可对接第三方平台进行数据收集及统计，帮助运维方掌握电池生命周期，还可对设备进行远程OTA升级，实现便捷统一管理。

智能定位防盗 ►

通过定位技术可精准追踪电池位置，助力企业实时监控电池分布信息，有效降低电池丢失风险，还可共享位置开展换电业务，并协助政府进行位置监管。

由于行业对安全重视程度日益提高，且用户对智能体验的要求也越来越高，作为未来电动单车的动力大脑，无线BMS是该产业链的关键所在。作为国内知名的无线物联网方案提供商，深圳信驰达科技以其专精的射频技术、嵌入式开发和云管端系统开发能力，为多家海内外电动单车领域厂商提供了各个层次的产品技术赋能。