藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟?(Bluetooth SIG)?最近推出了?5.4?版本的藍(lán)牙核心規(guī)范。此最新版本推出了一些令人興奮的功能，這些功能將釋放某些量大應(yīng)用的潛力。電子貨架標(biāo)簽?(ESL)?是一種領(lǐng)先且受到廣泛討論的應(yīng)用。而另一種有望從這一新版本中大幅受益的應(yīng)用是電動(dòng)汽車(chē)?(EV)?的電池管理系統(tǒng)?(BMS)。

如今藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)無(wú)處不在，被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備，細(xì)分市場(chǎng)涵蓋蜂窩、PC、家庭娛樂(lè)、智能家居、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療保健、物聯(lián)網(wǎng)和汽車(chē)，而且應(yīng)用的設(shè)備數(shù)量仍呈上升趨勢(shì)。ABI Research?的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，到?2027?年，藍(lán)牙設(shè)備的年出貨量預(yù)計(jì)將超過(guò)?76?億件。汽車(chē)市場(chǎng)呈類(lèi)似發(fā)展趨勢(shì)，藍(lán)牙在汽車(chē)娛樂(lè)、汽車(chē)訪問(wèn)/數(shù)字鑰匙、輪胎監(jiān)控等多種應(yīng)用中的采用率越來(lái)越高。ABI Research?預(yù)測(cè)，到?2027?年，汽車(chē)藍(lán)牙設(shè)備的年出貨量將超過(guò)?1.8?億件。

藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟?(Bluetooth SIG)?最近推出了?5.4?版本的藍(lán)牙核心規(guī)范。此最新版本推出了一些令人興奮的功能，這些功能將釋放某些量大應(yīng)用的潛力。電子貨架標(biāo)簽?(ESL)?是一種領(lǐng)先且受到廣泛討論的應(yīng)用。而另一種有望從這一新版本中大幅受益的應(yīng)用是電動(dòng)汽車(chē)?(EV)?的電池管理系統(tǒng)?(BMS)。我們來(lái)一探究竟。

什么是電池管理系統(tǒng)?(BMS)？

由于近來(lái)許多國(guó)家政府出臺(tái)了減少二氧化碳排放以限制氣候變化的法規(guī)，預(yù)計(jì)每年的電動(dòng)汽車(chē)出貨量將大幅增長(zhǎng)。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)，到?2030?年，全球電動(dòng)汽車(chē)年出貨量將達(dá)到?3000?萬(wàn)輛，到?2040?年，將達(dá)到?6000?萬(wàn)輛。

電池組是電動(dòng)汽車(chē)的核心。電池組是由多個(gè)模塊組成的復(fù)雜組件，每個(gè)模塊包含數(shù)百個(gè)電池單元。電池組總共可能包含數(shù)千個(gè)電池單元。

BMS?是電動(dòng)汽車(chē)電池組的“大腦”，是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵組成部分，負(fù)責(zé)確保電動(dòng)汽車(chē)高效和安全運(yùn)行。其性能顯著影響電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程和電池壽命。BMS?的主要用途是管理電池的健康狀況、性能和安全性。

以下是電動(dòng)汽車(chē)?BMS?的主要功能：

監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)：BMS?可持續(xù)監(jiān)測(cè)電池的溫度、電壓、電流和其他參數(shù)。如果出現(xiàn)任何異常（如過(guò)熱或過(guò)度充電），BMS?會(huì)提醒駕駛員，并采取措施防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)。

平衡電池單元：BMS?可確保電池中的電池單元處于平衡狀態(tài)，即電池單元的荷電狀態(tài)相同。不平衡的電池單元會(huì)導(dǎo)致電池的性能、容量和使用壽命降低。

電池單元保護(hù)：BMS?可防止電池單元過(guò)度充電和放電，以免損壞電池并縮短電池壽命。此外，它還可以防止過(guò)熱，并控制充電和放電速率，以保持電池的健康狀況。

荷電狀態(tài)?(SoC)?估計(jì)：BMS?會(huì)估算電池中的剩余電量，以便為駕駛員提供準(zhǔn)確的里程估計(jì)，同時(shí)有助于優(yōu)化電池的使用和充電行為。

通信：BMS?可與車(chē)輛中的其他系統(tǒng)（如電機(jī)控制器和中央單元）進(jìn)行通信，以?xún)?yōu)化車(chē)輛的性能和安全性。

遷移到無(wú)線(xiàn)?BMS?有什么好處？

通常，BMS?使用有線(xiàn)連接與車(chē)輛中的其他系統(tǒng)進(jìn)行通信。BMS?通過(guò)收集各種參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)測(cè)電池單元。電池組中的所有電池單元和模塊均通過(guò)多種電線(xiàn)和接頭連接到中央?BMS，重量和布線(xiàn)設(shè)計(jì)復(fù)雜性會(huì)明顯增加。這會(huì)顯著影響?BMS?的整體制造和裝配成本。

隨著電動(dòng)汽車(chē)變得日益復(fù)雜，并且需要提升效率，降低成本和提升電池監(jiān)測(cè)和控制的精確性，無(wú)線(xiàn)技術(shù)變得至關(guān)重要。這就是為何汽車(chē)行業(yè)轉(zhuǎn)向無(wú)線(xiàn)?BMS?的原因，去除所有這些電線(xiàn)將帶來(lái)以下好處：

經(jīng)濟(jì)實(shí)用：無(wú)線(xiàn)?BMS?可降低系統(tǒng)的總體成本，因?yàn)闊o(wú)需復(fù)雜的布線(xiàn)和接頭，而接頭也可能成為故障源。因此，維護(hù)和維修成本也顯著降低。

靈活性：無(wú)線(xiàn)?BMS?在安裝和放置方面具有靈活性。沒(méi)有復(fù)雜的布線(xiàn)，便于安裝和維護(hù)。此外，無(wú)線(xiàn)?BMS?更具可擴(kuò)展性，并可提供各種外形尺寸，可采用不同數(shù)量的電池模塊，以滿(mǎn)足不同的電動(dòng)汽車(chē)需求，所有這些都可以用同一個(gè)?BMS?解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

實(shí)時(shí)監(jiān)控：無(wú)線(xiàn)?BMS?可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的狀態(tài)和性能，從而提供更準(zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)。這是由于無(wú)線(xiàn)芯片也可集成?MCU?功能。因此，大部分?jǐn)?shù)據(jù)處理任務(wù)可以“遷移至邊緣”，從而減輕中央處理器的負(fù)擔(dān)并降低延遲。

提高安全性：通過(guò)降低接線(xiàn)問(wèn)題（如短路和接地故障）的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)線(xiàn)?BMS?提高了安全性。降低數(shù)據(jù)處理和診斷延遲，也有助于提高安全性。

續(xù)航里程更長(zhǎng)：去除接線(xiàn)和接頭可明顯縮小?BMS?的尺寸并減輕重量。重量減輕會(huì)延長(zhǎng)電池的續(xù)航里程。尺寸更小，可為車(chē)內(nèi)其他物品騰出更多空間，或者可以增加更多電池模塊，這樣也有助于延長(zhǎng)電池壽命。

對(duì)于?BMS?來(lái)說(shuō)，藍(lán)牙?5.4?有哪些優(yōu)勢(shì)？

無(wú)線(xiàn)?BMS?考慮了多種無(wú)線(xiàn)解決方案。其中有一些是專(zhuān)有方案，專(zhuān)為無(wú)線(xiàn)?BMS?用例定制。但是，使用藍(lán)牙等標(biāo)準(zhǔn)解決方案，特別是支持?5.4?版本的藍(lán)牙核心規(guī)范，有顯著優(yōu)勢(shì)。以下是藍(lán)牙?LE 5.4?適用于無(wú)線(xiàn)?BMS?的原因：

高吞吐量：藍(lán)牙可提供每秒超過(guò)?1?兆位的數(shù)據(jù)速率，而其他專(zhuān)有解決方案的速率通常遠(yuǎn)低于此水平。因此，藍(lán)牙可以在更短的時(shí)間內(nèi)傳輸更多數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足?BMS?需要將大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚韱卧?，并隨電池模塊數(shù)量的增加而擴(kuò)展的要求。數(shù)據(jù)速率更高還意味著延遲更低，這對(duì)安全性至關(guān)重要。

同步的低延遲和可靠的連接：即使在嘈雜的環(huán)境中，藍(lán)牙技術(shù)也能提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸?；谒{(lán)牙的無(wú)線(xiàn)?BMS?由多個(gè)與中央單元通信的電池模塊組成。目前，電池組通常包含不到十個(gè)電池模塊。但未來(lái)可能會(huì)增加到幾十個(gè)。每個(gè)模塊都需要高效和快速地向中央單元報(bào)告數(shù)據(jù)。需要在一瞬間診斷出損壞的電池單元，以避免過(guò)熱等危險(xiǎn)后果。在傳統(tǒng)的藍(lán)牙?LE?拓?fù)渲校醒朐O(shè)備可以與許多外圍設(shè)備通信。但是，每個(gè)外圍設(shè)備都需要等待，直到接受中央設(shè)備的輪詢(xún)后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。這可能會(huì)導(dǎo)致延遲不符合無(wú)線(xiàn)?BMS?要求，尤其是當(dāng)電池模塊數(shù)量增加時(shí)。5.4?版本的藍(lán)牙核心規(guī)范引入了一項(xiàng)稱(chēng)為“帶響應(yīng)的周期性廣播(PAwR)”的新功能，可解決此限制問(wèn)題。借助此功能，中央設(shè)備（本例中為汽車(chē)中央裝置）可以按固定的時(shí)間間隔發(fā)送廣播信息包，這些信息包由所有或一組外圍設(shè)備或觀察器（電池模塊）接收。這是改進(jìn)后的廣播版本，每個(gè)觀察器都可以在預(yù)定義的響應(yīng)時(shí)間回復(fù)中央設(shè)備。此外，40?個(gè)可用無(wú)線(xiàn)電信道中的任何一個(gè)都可用于無(wú)線(xiàn)交換數(shù)據(jù)，使得通信更可靠，不受潛在干擾的影響。

安全連接：藍(lán)牙技術(shù)通過(guò)加密和身份驗(yàn)證提供安全通信，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)，并確保車(chē)輛及其乘員的安全。在?5.4?版本藍(lán)牙規(guī)范之前，無(wú)法加密廣播數(shù)據(jù)。現(xiàn)在這一點(diǎn)可通過(guò)新的“加密廣告數(shù)據(jù)”功能實(shí)現(xiàn)，這是對(duì)?PAwR?非常好的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)更安全的通信。

低功耗：藍(lán)牙?LE?本質(zhì)上是一種低功耗無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議。此外，在使用?PAwR?時(shí)，中央單元會(huì)定期發(fā)送廣播信息包，觀察器只會(huì)在這些廣播活動(dòng)期間偵聽(tīng)，同時(shí)在間隔時(shí)段休眠。僅在要求其回復(fù)時(shí)，才會(huì)發(fā)送回復(fù)。這非常節(jié)能，尤其是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)等電池供電設(shè)備而言。

低成本：主要供應(yīng)商提供的藍(lán)牙?LE?芯片在各種應(yīng)用中的出貨量非常高，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和高度攤銷(xiāo)的開(kāi)發(fā)成本使得售價(jià)較低。藍(lán)牙?LE?芯片比專(zhuān)為無(wú)線(xiàn)?BMS?設(shè)計(jì)的專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)芯片更便宜，專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)芯片的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)有限，出貨量更低。

多源：使用藍(lán)牙?LE?的好處在于，可以在供應(yīng)鏈中使用多個(gè)供應(yīng)商的芯片。這使得?BMS?和電動(dòng)汽車(chē)制造商能夠有第二個(gè)貨源，以保障批量生產(chǎn)需求并繼續(xù)應(yīng)對(duì)價(jià)格壓力。

藍(lán)牙模塊

目前智漢科技開(kāi)發(fā)了基于芯科EFR32BG22系列芯片開(kāi)發(fā)出了一款藍(lán)牙5.3協(xié)議的模組RC224AM、RC224AS，它符合AEC-Q100車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證要求，以Silicon Labs無(wú)線(xiàn)連接多年的技術(shù)積累和工業(yè)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，智漢科技十分有信心，這個(gè)模塊將被整車(chē)及配件廠商所認(rèn)可，它集成了ARM Cortex-M4內(nèi)核與藍(lán)牙收發(fā)器、以及38.4MHz軍工級(jí)晶振，經(jīng)過(guò)了嚴(yán)苛的高低溫耐久性測(cè)試，也在信號(hào)混雜的環(huán)境中通信方面也做到了優(yōu)化，加上屏蔽蓋，抗干擾和穩(wěn)定性更好，結(jié)合藍(lán)牙5規(guī)范中提供的編碼物理層在數(shù)據(jù)傳輸中獲得魯棒性、范圍和可靠性。RC224AM、RC224AS配置在汽車(chē)BMS是最合適不過(guò)。未來(lái)，智漢科技也會(huì)根據(jù)客戶(hù)需求開(kāi)發(fā)藍(lán)牙5.4相關(guān)程序固件。

BMS?是汽車(chē)行業(yè)中的一個(gè)重要組成部分，負(fù)責(zé)確保電動(dòng)汽車(chē)高效和安全地運(yùn)行。無(wú)線(xiàn)?BMS?比有線(xiàn)設(shè)備更輕、更靈活，隨著電池組的復(fù)雜性和尺寸不斷變化，無(wú)線(xiàn)?BMS?的采用率也越來(lái)越高。由于功耗非常低，延遲更低，加上標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模部署特性帶來(lái)的供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，藍(lán)牙技術(shù)，特別是具有?aWR?的藍(lán)牙?LE 5.4，是無(wú)線(xiàn)?BMS?的理想選擇。隨著電動(dòng)汽車(chē)普及，基于藍(lán)牙的無(wú)線(xiàn)?BMS?將在確保這些車(chē)輛的卓越性能和安全性方面發(fā)揮重要作用。