隨著電動車（EV）產業的快速發展，電池管理系統（BMS）的重要性日益凸顯。 BMS作為電動車中的核心組件，負責監控電池的狀態，確保電池安全、有效率地運作。傳統的有線BMS在電動車的應用面臨佈線複雜、成本高、維護困難等問題。無線電池管理系統（Wireless BMS）作為一種新興技術，透過消除傳統BMS中的實體連接，提供了更靈活和經濟的電池管理方案。

無線BMS技術原理

無線BMS利用無線通訊技術，如藍牙、Wi-Fi或專用的無線協議，實現電池單元資料的擷取與監控。系統主要由無線通訊模組、電池監控單元、中央控制單元和電源管理單元組成。無線BMS能夠即時收集電池的電壓、電流、溫度等數據，經過演算法處理後，實現電池狀態的評估與故障診斷。

無線BMS的優勢

簡化佈線和PACK設計：無線BMS減少了線束的使用，簡化了電池包的設計和製造過程，降低製造複雜度和成本。

高系統可靠性：有效減少高壓模組間實體連接點，從而減少了潛在的故障風險，並提高了系統電氣連接可靠性。

增強靈活性和可維護性：無線BMS使得電池包的組裝和維護更加靈活，便於電池的更換和升級。

支援電池的梯次利用與回收：無線BMS便於追蹤電池狀態，有助於電池的二次利用與回收。

無線BMS面臨的技術挑戰

通訊可靠性：在複雜的汽車環境中，特別是電磁幹擾，確保無線通訊的穩定性和可靠性是一項挑戰。

技術標準與法規：無線BMS需要滿足汽車產業的安全和通訊標準，如ISO 26262和ISO21434等級。

英飛凌無線BMS解決方案如何解決這些技術挑戰

英飛凌無線BMS方案，主機板採用了以高性能著稱的MCU AURIX™ TC397及PMIC TLE35584，子節點為TLE9018DQK，以低功耗藍牙晶片為資料傳輸媒介，選用了業界首科量產的汽車級符合BLE5.4協定的低功耗藍牙晶片。可以有效解決面臨的技術挑戰。

Connected Mesh 網絡化方式增強系統網路彈性

Connected Mesh 群組網路方式為系統帶來了更多的靈活性，它允許將子節點按組網通訊資料傳輸方式分成兩級，一級子節點可與主節點直接通信，二級子節點可通道一級子節點與主節點建立連接。這種組網方式，在系統經歷複雜電磁環境或機械結構反射障礙或遠距離造成子節點通訊困難或遺失時，可透過相鄰節點實現資料回傳。提高了系統的靈活性和可靠性。

PAwR提高通訊效率及可靠性

PAwR技術是Periodic Advertisement with Response的簡寫，藍牙5.4協定支援此通訊方式。相對於傳統的通訊方式，PAwR通訊中主節點不必與所有子節點事先建立連接，可以直接以廣播的方式傳輸指令及接收資料。因此，PAwR可以大幅節省資料傳輸的時間，提高通訊效率。在系統需求的資料刷新周期內，可實現資料多次重傳機制，減少誤碼率，提升通訊的可靠性。

以2M傳輸速率，50000傳輸資料容量為例，以下資料為無資料重傳機制與一次重傳資料誤碼率PER比較。其中可看出誤碼率峰值有1.3974%降至0.036%，若採用3次或4次重傳，誤碼率會大幅降低。

AFH動態監測機制降低資料誤碼率

AFH是英飛凌另一種處理機制，它可以即時監控每個頻道的通訊質量，對頻道進行動態的停用和重啟。如果發現某個頻道在一段時間或工況下通訊品質下降，可以暫時停用該頻道，此時，資料傳輸會避過該頻道。當此頻道的通訊恢復，又可重啟該頻道。這樣可以讓系統的通訊可靠性大幅提升。

同樣以2M傳輸速率，50000傳輸數據容量為例，以下數據為AFH使能與未使能時無數據重傳機制與一次重傳數據誤碼率PER對比。其中可看出無資料重傳時誤碼率高峰有0.046%降至0.002%。

系統級功能安全及資訊安全

英飛凌模擬前端TLE901x與控制器TC3xx皆符合功能安全ASILD，端對端透過通訊校驗等功能安全機制涵蓋隨機及系統失效，實現系統功能安全ASIL-D級資訊安全。

憑藉在無線藍牙和車規領域的多年應用經驗，Infineon無線BMS解決方案，可提供從系統仿真到可靠性測試驗證整套開發設計流程報告及技術支持，在保證產品可靠低成本的同時，可縮短項目開發週期及開發難度。