星閃無線電池管理系統(tǒng)白皮書

星閃無線電池管理系統(tǒng)白皮書參編單位比亞迪汽車工業(yè)有限公司、華為技術(shù)有限公司、廣汽埃安新能源汽車股份有究院、中國信息通信研究院、蜂巢能源科技股份有限公司、利爾達(dá)科技集團(tuán)極致匯儀科技有限公司、北京中科晶上科技股份有限公司、紫光展銳（上海英銳創(chuàng)電子科技有限公司、成都愛旗科技有限公司、邁來執(zhí)筆人秦孔建、姜國凱、張起朋、趙猛、施喆晗、歐陽威、何鋒、甄斌、李長興瑞、王旭、黃兵、張廣浩、黃建、郭瓊、王薪強(qiáng)、劉顧超杰、陳禹、樊智超、楊小軍、錢蔓藜、萬建超、周曉萌、溫立、張章、王版權(quán)聲明本白皮書版權(quán)屬于國際星閃聯(lián)盟并受法律保護(hù)。轉(zhuǎn)載、摘編本白皮書文源：“星閃無線電池管理系統(tǒng)白皮書”，以其他方式使用本白皮書應(yīng)取得版權(quán)方電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem,BMS）是電池系統(tǒng)的重要組成部分，是電池“管家”和“保姆”。電池系統(tǒng)由多個(gè)電池單體以串并聯(lián)方式組成，為整車提供驅(qū)動電能?？刂葡到y(tǒng)對電池包安全保護(hù)及信息交換的路徑，讓電池更加安全、高效、長壽命式下，電池系統(tǒng)也可以作為可分離的資產(chǎn)，獨(dú)立于新能源整車，催生業(yè)模式和生態(tài)。同時(shí)，隨著風(fēng)電和光伏為主導(dǎo)的新能源對傳統(tǒng)能源的替代加速，動汽車銷量持續(xù)強(qiáng)勁，2022年共交付了1050萬輛純電動汽車和混合電新能源汽車中，動力電池成本占比約40%~60%，其中動力電池中BMS及熱管理10%，每個(gè)BMS的BOM（BillofMaterials）成本大約是100美元。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2021年BMS市場規(guī)模為65.12億美元，至2026預(yù)計(jì)為131億美元，復(fù)根據(jù)中國能源研究會儲能專委會數(shù)據(jù)，2021年，我國新增電化學(xué)儲能新增裝池的梯次利用和再生利用。2023年7月10號，歐新電池法將電動汽車電池作為單獨(dú)一類進(jìn)行管控，要求其必須包含電池健康系統(tǒng)。2021年，我國工信部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法享電池信息，如產(chǎn)品的容量、性能、用途、化學(xué)成分和可回收內(nèi)容物等，近年來，基于新能源汽車中動力電池包分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，芯片廠商與電池供池管理系統(tǒng)（wirelessBatteryManagenmentSystem,wBMS）概念。與傳統(tǒng)BMS相線通信取代線束，可以減少線束老化和松動導(dǎo)致的電池管理系統(tǒng)癱瘓風(fēng)險(xiǎn)，提企業(yè)和專家，經(jīng)過討論、調(diào)研與評估，形成了《星閃無線電池管理系統(tǒng)白皮書》業(yè)界對wBMS和星閃NearLink技術(shù)的了解，為新能源提供分析和討論。最后，希望白皮書能夠?yàn)樾履茉雌嚭碗娀瘜W(xué)儲能領(lǐng)域的工程構(gòu)和政府機(jī)構(gòu)提供參考，以協(xié)調(diào)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)第一章動力電池系統(tǒng)發(fā)展 1 1 1 1 2 2 3 3 3 3 4 5第二章電池管理系統(tǒng)及其無線化 6 6 6 7 7 8 8 8 9 11 12 14第三章無線電池管理系統(tǒng)技術(shù)方案 16 16 16 21 22 23 23 23 24 24第四章基于星閃SLE技術(shù)的全生命周期無線電池管理系統(tǒng) 28 28 28 30 31 33 33 34 35 36第五章總結(jié)與展望 縮略語AdvancedEncryptionStandaAutomotiveSafetyIntegrityLeBusInterfaceControBatteryManagementSyBinaryPhaseShiftKGaussianFrequencyShifMicroelectromechanicalSysQuadraturePhaseShifStateofChargeStateofEnergyStateofHealthStateofxUWBUltra-WidebandWirelessBatteryManagementSyst1長期以來，電動汽車最大的問題就是續(xù)航，要想提高電池的續(xù)航能力，的體積之下堆放更多的電芯，通過提高數(shù)量來達(dá)到增加電池的容量和提升續(xù)航的業(yè)和整車廠們通過對電芯、模組、電池包等環(huán)節(jié)的改進(jìn)和精簡，最大化提升電池傳統(tǒng)的集成方式CTM，即“Cellt組是針對不同車型的電池需求不同、電池廠家的電芯尺寸不同而提出的統(tǒng)一發(fā)品統(tǒng)一及規(guī)模經(jīng)濟(jì)的形成。電池系統(tǒng)CTM集成方式的重點(diǎn)就是不斷提升標(biāo)準(zhǔn)化集成度，減少零部件數(shù)量，進(jìn)而大幅度降低車不同的零件集成到一個(gè)零件中去，減少相互之間的連接關(guān)系，甚至采用Taycan，柯尼塞格Regera等。且充電樁與充電槍的熱管理成本更高，而高電壓快充通過提升了充電電壓，進(jìn)而減2但800V高壓架構(gòu)下電池串聯(lián)數(shù)較400V系統(tǒng)增加了一倍，因?yàn)殡娦緝?nèi)阻的差電壓不同。內(nèi)阻比較大的電池在充電時(shí)會提前充滿或優(yōu)先到達(dá)上限電壓，放電電壓，為了避免過充過放，電池管理系統(tǒng)就會截止充放電，而此刻其他電芯還量，從而導(dǎo)致電池容量的浪費(fèi)。內(nèi)阻高的電芯完全充放電的頻率更高，使其衰這顆電芯就更可能發(fā)生失效或安全故障。串?dāng)?shù)越多，電芯產(chǎn)生失效的概率就越的要求也相應(yīng)提高。同時(shí)隨著串?dāng)?shù)的增加，電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量也會動力電池是封閉體系電化學(xué)系統(tǒng)，封裝后只能測量外特性：如電流、端壓力等。應(yīng)用也主要是根據(jù)電芯的外特性根據(jù)一定的工況和策略算法，對電池內(nèi)模組溫度、母線電流、包內(nèi)壓力等，來實(shí)現(xiàn)對電池狀大化地使用電池容量。通常電流傳感器基于以下物理學(xué)原理進(jìn)行電流測量1）基于歐姆定律的分電流傳感器、磁通門（FluxGate）電流傳感器、磁電阻（Magneto-Resistance）應(yīng)用于動力電池中的分流器，實(shí)質(zhì)是一個(gè)電阻器，用來檢測流過的電流值方式進(jìn)行，即當(dāng)通過電流時(shí)，電阻器產(chǎn)生壓降，對電壓值進(jìn)行檢測，即可計(jì)霍爾效應(yīng)傳感器將變化的磁場轉(zhuǎn)化為電壓，是一種間接測量方式?；魻柫麟娫凑?fù)極，通過將被測電流母線穿過傳感器完成主電路和控制電路的隔離器具有互感器和分流器的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡3磁通門原理即易飽和磁芯在激勵(lì)電流影響下，激勵(lì)電流大小改變電感強(qiáng)度小，磁通量則如同門那樣打開或者閉合，磁通門電流傳溫度傳感器是保證電池安全的關(guān)鍵組件。在電池管理系統(tǒng)中，為了使電可實(shí)現(xiàn)最佳的能源效率，BMS需要可靠的監(jiān)測并控制電池溫度，防止電池過熱需要被放置在電池包內(nèi)在多處（電池本體、接線柱、冷卻液）以電壓的形式到BMS，用于保證電池在充放電循環(huán)期間處于最佳狀態(tài)所需的臨界溫度。對止電池過度充放電，進(jìn)一步提升電池利用率，增加電池的使用壽命及充電經(jīng)其中BPS壓力傳感器可以在汽車處于行駛或充電狀態(tài)的時(shí)候，當(dāng)壓力出現(xiàn)異常是，通過BMS發(fā)出熱事件報(bào)警信號。同時(shí)也可以在汽車處于停車狀態(tài)時(shí)，針對喚醒BMS，進(jìn)行熱事件的綜合判斷、報(bào)警和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全天候電池包的壓煙霧傳感器屬于氣體傳感器中的一種，其是通過煙霧敏感元件受煙霧濃值的大小，并向主機(jī)發(fā)送煙霧濃度相應(yīng)的模擬信號。鋰電池在發(fā)生熱失控導(dǎo)致起往會由于過熱或電解液泄露逐步釋放出微量的可燃?xì)怏w，比如一氧化碳（CO）、等。因此，在封閉的電池包內(nèi)布置一個(gè)或多個(gè)煙霧傳感器可以對電池包內(nèi)的氣體傳統(tǒng)的熔斷器(fuse)為過熱保護(hù)，依靠保險(xiǎn)絲物理材料的溫度特性來進(jìn)行工作的到分?jǐn)嚯娏骰虍?dāng)電流超過一定的大?。ǖ催_(dá)到分?jǐn)嚯娏鞒掷m(xù)一定的時(shí)間，保險(xiǎn)絲熔斷傳統(tǒng)的熔斷器其承受沖擊電流的次數(shù)是一定的，不同的使用場景和使用習(xí)慣均會導(dǎo)4非電流故障（碰撞/過熱等）下均可帶載切斷、分?jǐn)嚯娊陙?，動力電池的大?guī)模應(yīng)用對現(xiàn)有的動力電池的狀態(tài)監(jiān)測與安全預(yù)警提自主管理和自主預(yù)警技術(shù)瓶頸。因此將智能嵌入式傳感技術(shù)和功能嵌入到電池將多維傳感器（包括電芯電壓、溫度、內(nèi)部壓力、參比電位等）放置于電芯內(nèi)訊等通訊方式傳遞電池物理參數(shù)，直接捕捉內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)的細(xì)微變化，高電池全生命周期應(yīng)用管理水平，提高整體精度、傳感器本體研發(fā)、植入傳感器對電芯本體融合了電芯機(jī)理、機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料以及電子電氣生長、氧化還原物種類和金屬溶解，可以被視為用于檢測各種物質(zhì)的電化學(xué)傳感直困擾電化學(xué)傳感器的問題。隨著物理/化學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，這一點(diǎn)正在發(fā)生變感器現(xiàn)在非常適合使用多種機(jī)械、化學(xué)和電化學(xué)協(xié)議來防止環(huán)境偽影，將其小型尺度。先進(jìn)的電化學(xué)技術(shù)與傳感器小型化和電極修飾的獨(dú)特適用性相結(jié)合，為設(shè)光纖布拉格光柵FBG（FiberBraggGrating）是迄今為止研究最多的光學(xué)信號的波長依賴性與局部溫度、壓力和應(yīng)變相關(guān)聯(lián)?；谑褂肍BG傳感器測量5內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而發(fā)出聲音。長期以來，傾聽和分析電池材料在充放質(zhì)。然而聲波發(fā)射受到一些重要的限制，這些限制包括產(chǎn)生聲波所需的最小車用傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成包括電源、傳感、通信等模塊，將測量到的信給BMS，用來進(jìn)行精確的電池管理。隨著電池系統(tǒng)的集成化、一體化發(fā)展，電壓數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、如何將多維度、多速率、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)簡單高效地傳輸，傳感一體化是電池6第二章電池管理系統(tǒng)及其無線化的裝置，是電池的管家和保姆，讓電池更加安全、高效、長壽命地工作。特別是在新能源車輛中，是連接動力電池和新能源整車的重要紐帶，通過監(jiān)測電芯的狀態(tài)參數(shù)，如電壓估算整個(gè)電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并根據(jù)計(jì)算得到的電池狀態(tài)對動力電池系統(tǒng)進(jìn)行相實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)及各單體電芯的充放電管理以保證動力電池系早期鋰電池保護(hù)板主要用于消費(fèi)類電池，功能較為單一，主要實(shí)現(xiàn)電池能。隨著新能源汽車的快速發(fā)展，復(fù)雜、大型的鋰電池組被隨著電池?cái)?shù)量的增長，動力電池工作時(shí)，對充電后要給用戶報(bào)警提示，或是執(zhí)行保護(hù)功能（如冷卻，限制功率等）讓電7電池電壓（電芯電壓和總電壓）、電池電流和溫度等三種物理量，分別對應(yīng)相應(yīng)的電流通過電流傳感器進(jìn)行監(jiān)測，常見的電流傳感器有分ofHealth其中SOC是其他狀態(tài)分析的基礎(chǔ)，對電池老化狀態(tài)的評估，常用一個(gè)百分比來反映。以獲得更為準(zhǔn)確的信息。一般來說，經(jīng)過幾百上千個(gè)深度充放電循環(huán)使用以后，動力SOC估算要考慮電池組中每個(gè)電池的狀態(tài)，這非常困難。實(shí)際中，通常將整個(gè)電池進(jìn)行估算。這就意味著電池的一致性越高，估算的累計(jì)誤差會越小。在電芯確定的情8采集電池組參數(shù)后，BMS對電池的狀態(tài)進(jìn)行評估，通過自身或與其他零部件態(tài)調(diào)節(jié)到“合理區(qū)域”，主要的執(zhí)行動作包括保障安全、充放電控制、是最為常見的安全保護(hù)。過流保護(hù)指的是在充、放電過程中，在工作電流超過的是在電池電量為100%的情況下，為防止繼續(xù)充電損壞電池，切斷電池充電回保護(hù)指的是在電池的剩余電量為0的情況下，切化控制，優(yōu)化目標(biāo)包括充電時(shí)長、充電效率以及充電的飽滿程度等。電池放電控電池的放電過程中，根據(jù)電池的狀態(tài)對放電電流大小進(jìn)行控制。電池放電控制被忽視，通常這些系統(tǒng)都較為簡單，電池包被認(rèn)為只需要提供電能，不產(chǎn)生安3）熱管理是電池系統(tǒng)持續(xù)高效的重要保障溫度過高會造成電池壽命降低，溫度過低則會導(dǎo)致電池電化學(xué)反應(yīng)活性降低，4）故障預(yù)警是電池系統(tǒng)安全的最后保障。隨著新能故時(shí)有發(fā)生，故障預(yù)警可有效保障駕乘者的生命財(cái)產(chǎn)安全；法規(guī)方面安全要音或光信號）裝置向用戶做出提示；對于整車廠商，預(yù)警監(jiān)控提醒及時(shí)救援9），類型不單指材料體系，如三元電池和磷酸鐵鋰電池的電化學(xué)特性不一致，還包方形、軟包和圓柱電池的內(nèi)部特征參數(shù)也不一致得的電池電壓實(shí)際上是端電壓，在溫度和電流恒定狀態(tài)下，它們的關(guān)系還是相非常復(fù)雜的實(shí)際工況下，其對應(yīng)關(guān)系通常會被打材料體系的電池對溫度的敏感性不一樣；4）電理主要在于正負(fù)極材料晶格的塌陷導(dǎo)致可逆鋰離子的損失，SOC估算還要考慮逐步地被應(yīng)用。經(jīng)典SOC估算采用安時(shí)積分法，即通過計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)充放電電單獨(dú)采用進(jìn)行估算并不能取得很好的效果。電池在長時(shí)間靜置的條件下，電池的開的情況下精度較高，在車輛實(shí)際工況下并不適用。因此一般將開路電壓法與其他內(nèi)用的最多的是開路電壓+安時(shí)積分法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和卡爾曼濾波算法是目前領(lǐng)先的高水準(zhǔn)算法，二者各具特點(diǎn)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法需要大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，并能夠?qū)崟r(shí)修正參數(shù)在車輛使用過程中必須進(jìn)行對電池組進(jìn)行均衡管理，以避免單個(gè)電芯出現(xiàn)過充大限度的保證每個(gè)電芯單體的容量相當(dāng)，保證整個(gè)電池系統(tǒng)的使BMS均衡方法包括被動均衡和主動均衡兩大類，其工作原理如下圖所示。被動均衡也散型均衡，其實(shí)現(xiàn)是在每一個(gè)單體電芯上并聯(lián)一個(gè)可控的電阻，將容量較高的電耗掉，實(shí)現(xiàn)整組電芯電壓均衡。主動均衡也被稱為能量轉(zhuǎn)移均衡，其實(shí)現(xiàn)是將容能量轉(zhuǎn)移到容量較低的電芯中，在實(shí)施過程中需要儲能環(huán)節(jié)（如電容或電感）進(jìn)兩種均衡管理模式的對比如下表所示，在被動均衡時(shí)，一旦各電芯間一致將被耗散掉，造成電能使用效率下降。此外，電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃亢纳硪粋€(gè)兩難問流過大，產(chǎn)生熱量多，電池系統(tǒng)散熱就成為問題；如果均衡電流太小，完成均衡需著電芯制造工藝不斷提升，電芯間的一致性越來越高，電池廠家出于電路結(jié)構(gòu)和成衡是各廠商的主流選擇。在主動均衡時(shí)，能量是高低轉(zhuǎn)移，電能使用效率高，產(chǎn)生度快，但需要復(fù)雜的均衡電路和儲能器件，導(dǎo)致1招商銀行行業(yè)研究報(bào)告，/pdf/H3_AP202210141579164139_1.pdf高低高低高低高低壓和溫度采集等模塊和均衡功能全部集成在一塊PCB板上，采集模塊和主控模塊的板上直接實(shí)現(xiàn)。分布式BMS由一個(gè)主控板和多個(gè)從控板共同組成，從控負(fù)責(zé)對每和溫度檢測、均衡管理以及相應(yīng)的診斷工作，主控負(fù)責(zé)接收從控采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)集中式BMS所有模塊都在一塊PCB板上，簡化了模塊間的通信，成本低，直接相連，線束比較長，導(dǎo)致采樣線的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；2）不同位置，BMS與電芯連接的采樣線長短不一，導(dǎo)致在采樣或均衡的時(shí)候產(chǎn)生額外的電壓和CTV（CelltoVehicle）進(jìn)階，因此分布式BMS是主流方向，如下表所示。分布電池系統(tǒng)內(nèi)部布局簡單，模組裝配過程簡化，采樣線束固定相對容易，BMS與均勻，減少了因?yàn)榫€束導(dǎo)致的壓降不一致的問題如下圖所示，當(dāng)前有線BMS系統(tǒng)的通訊方式主要有兩類，器局域網(wǎng)絡(luò)）總線是使用最廣泛的通訊技術(shù)，但隨著對成本控制壓力越來越大CAN總線既可用于長距離通訊（如大巴車、儲能等也適用于短程通信（如乘用車）。C），具有以下特點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定可靠，主控可與向菊花鏈通信，一般會采用2條甚至更多的菊花鏈來在主流的有線BMS架構(gòu)中，無論是CAN總線還是菊花鏈通信，都是通過實(shí)體芯片，這種有線數(shù)據(jù)傳遞存在以下問題：1）冗余統(tǒng)都會癱瘓，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法傳遞；2）重量和成本致更多的導(dǎo)線，帶來重量和成本增加，占據(jù)了電池訊中斷。而wBMS中單點(diǎn)失效對整體的影響3）高壓和低壓能有效隔離：汽車中大多數(shù)電子控制單元ECU都是出于低壓（9效地將高壓和低壓單元隔離，減少高壓系統(tǒng)對低壓系統(tǒng)的干擾，而響動力電池的空間和重量，采用分布式架構(gòu)導(dǎo)致成本顯著上升。而采用無2）設(shè)計(jì)靈活度：無線連接通過減少線束增大了可用可替換、可升級的電池模組成為可能，具備更好的可擴(kuò)展性。增大的可用空間密度，還可用于增加排氣通道和安全閥，增強(qiáng)電池從模組到包級別的熱擴(kuò)散能4）生產(chǎn)便利性：電池線束進(jìn)行端接需要手動操作，使地分析，而無需接觸電池包。如果檢測到故障，有故障的模組可以輕松移除和了電池系統(tǒng)中新模組的安裝，更換模組更容易，電池系統(tǒng)安6）簡化拆卸處理：電池包內(nèi)可回收金屬和信線束的取消，使得電池模組的拆卸比有線電結(jié)合模組最初生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)，二次電池模組將能在下一應(yīng)用中得到能二次利用等場景中，因數(shù)據(jù)的易獲得使得準(zhǔn)ISO26262的ASILD等級。同時(shí)，由于內(nèi)部無線短距通信要求低時(shí)延、高可靠、精同步和高并來抵抗汽車行駛過程中外部干擾源的干擾，這些干擾源來自于行駛的地點(diǎn)以及附近其他相同頻漏洞所造成的損失，主要包括安全存儲、安全啟動、安全調(diào)試、安全審計(jì)日志、安全診斷、安信息泄露給任何潛在的竊聽者；算法需要經(jīng)過充分測試且符合無線通信標(biāo)準(zhǔn)；算法和密鑰大小最低128bit的安全強(qiáng)度，且適用于靜態(tài)數(shù)據(jù)保護(hù)；利用雙密碼算法在汽車長生命周期內(nèi)提供雙保險(xiǎn)，避免一破通破；算法協(xié)商機(jī)制支持加密和完整性保護(hù)算法的協(xié)商，方便后續(xù)引入新的算法動力電池管理系統(tǒng)無線通信技術(shù)減少了從控（C池管理系統(tǒng)主控（BatteryManagementC的電壓&溫度的采樣線束、電池管理系統(tǒng)與接觸器、電池管理系統(tǒng)與Pyrofuse、控制單元（ElectronicControl123456789123456789減范疇；環(huán)境中的干擾和噪聲同樣會減弱原信號強(qiáng)度，屬于信號干擾的范疇。蓋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少不必要的信號衰減和干擾，提升信號強(qiáng)度，增加支架、橫梁等結(jié)構(gòu)形式對信號的阻礙，尤其是金屬障礙物，有可能完全阻隔、除了信號衰減會影響接收端對無線信號的識別此在布置wBMS時(shí)需要避開電池包的高頻開關(guān)、高壓回路等易對于儲能系統(tǒng)，動力電池/模組數(shù)量多，有線BMS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在線束成對于新能源汽車，相對模組/電池?cái)?shù)量少、體積較小，為提升電池包模塊化、中心節(jié)點(diǎn)，從板作為深度1級的分節(jié)點(diǎn)。樹型以再帶分支。網(wǎng)狀組網(wǎng)中，從板不但可以和主控板通信，也可以和附近的從如圖10所示，電池管理系統(tǒng)主控單元內(nèi)置，電池包外設(shè)計(jì)無線通信轉(zhuǎn)如圖12和圖13所示，為樹型和星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)在零件級驗(yàn)證中，分別對BMS硬件設(shè)計(jì)和軟通過測試BMS產(chǎn)品的電氣特性、機(jī)械負(fù)荷、氣候負(fù)荷、化學(xué)負(fù)荷、電磁兼通過BMS軟件合格性測試，結(jié)合產(chǎn)品軟件需求、軟件架構(gòu)對BMS軟件質(zhì)量量認(rèn)可通過后，對軟硬件進(jìn)行集成，依據(jù)BMS產(chǎn)品系統(tǒng)需求對集成后的BMS軟在系統(tǒng)級驗(yàn)證中，測試對象為搭載被測BMS的動力電池總成。測試主要考核B動力電池總成的測試中涉及電池安全的部分遵循國標(biāo)GB38031《電動汽車求》展開，其中過溫保護(hù)、過流保護(hù)、過充電保護(hù)、過放電保護(hù)為國標(biāo)要求動力電池總成SOC估算、SOP估算、SOH估算作為BMS的核心功能，估算精中之重。估算精度及估算所需的采樣功能測試與算法本身關(guān)系密切，測在整車級驗(yàn)證中，測試對象為搭載被測BMS的整車。測試主要考核整車層級需BMS作為三電系統(tǒng)核心控制器，需通過控制電池包內(nèi)接觸器為車輛驅(qū)動提供能量。整未形成行業(yè)統(tǒng)一的測試要求，各車企依據(jù)自身功能ADI的wBMS方案包括電源、電池管理、射頻通信和全性，通過ISO/SAE21434產(chǎn)品認(rèn)證。由包括電池模組監(jiān)視終端和電池控制器終端組成SmartM使用時(shí)間同步通道跳變（TSCH,TimeSlottedChannelHopping）鏈路層，通信數(shù)據(jù)速率為1Mb德州儀器TI的wBMS方案為通過汽車認(rèn)證的SimpleLink3，整體方案滿足ASIL-D功能安全要IEC62280-2014標(biāo)準(zhǔn)的安全性。SimpleL頻譜，數(shù)據(jù)速率為2Mbps，信道劃分與低功耗藍(lán)牙類似，但不包含三個(gè)廣播信道，以實(shí)現(xiàn)最小化干且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的測量均可實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，數(shù)據(jù)可靠性星閃無線短距通信技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化的新一代無線短距通信技術(shù)，可廣泛不全，普遍以孤島形式存在，無法互聯(lián)互通，導(dǎo)致梯次利用殘值評估困難，梯次較于私有技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化的星閃無線短距離通信技術(shù)，通過搭載到無線電池管理系力電池?cái)?shù)據(jù)和信息共享，助力跨領(lǐng)域電池梯次利用。星閃無線短距通信技術(shù)主要傳統(tǒng)的藍(lán)牙的容量和時(shí)延等劣勢、WiFi的異步和系統(tǒng)效率等問題、UWB的成本和組多節(jié)點(diǎn)并發(fā)和多業(yè)務(wù)并發(fā)組網(wǎng)機(jī)制，可以更好地適配無線BMS應(yīng)該場景，具有高通組網(wǎng)、低傳輸時(shí)延、抗干擾等優(yōu)勢。電池是新能源汽車的核心零部件，占整車成本40%讓電池實(shí)現(xiàn)更高能量密度、更安全、長壽命、低成傳感器的應(yīng)用、基于電芯級無線電池管理系統(tǒng)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，以解決電集、SOC和SOH狀態(tài)估算誤差較大、大數(shù)據(jù)安全預(yù)警和報(bào)警檢出率和準(zhǔn)確率有待提另外，和動力電池不同，儲能系統(tǒng)電池?cái)?shù)量更多、系統(tǒng)更復(fù)雜、運(yùn)低時(shí)延、高可靠、低功耗的無線短距通信技術(shù)，可以支持最高12Mbps物理層傳輸速率入和高密度組網(wǎng)、Polar碼技術(shù)和新調(diào)頻算法、國密SM4算法和國際AES算法和企加密和信息完整性保護(hù)等技術(shù)，可為無線電池管理系統(tǒng)的安全提供有效保障。際AES算法，而星閃SLE技術(shù)支持的加密算法和完整時(shí)也支持企業(yè)使用自定義的算法。同時(shí)，為了提高星閃了星閃無線通信終端設(shè)備應(yīng)滿足的設(shè)備安全要求，包括安全存儲、安全執(zhí)行星閃SLE技術(shù)（SparklinkL性，減少重傳節(jié)省功耗，同時(shí)支持最大4MHz傳輸帶寬、最大8PSK調(diào)制，支持1對多可靠組4KHz短時(shí)延交互等特性。星閃技術(shù)憑借突出的傳輸性能滿足了新興車載應(yīng)用的通信需求可穩(wěn)定支持128kbps音頻傳輸，支持更高速率（峰值12），播傳輸，支持?jǐn)?shù)百量級節(jié)點(diǎn)接入。SLE的標(biāo)準(zhǔn)化工作于2021年底完成，12345除3.1.3節(jié)所述系統(tǒng)級測試，不管采用有線BMS技術(shù)統(tǒng)的監(jiān)測和管理電池組的工作狀態(tài)、監(jiān)控電池組的異常狀態(tài)、管理電池組故障等測組網(wǎng)的穩(wěn)定性測試也尤為重要，特別是在汽車的復(fù)雜電磁環(huán)境中，不僅存在車載藍(lán)牙、蜂窩信號等各種網(wǎng)絡(luò)型號，還有電機(jī)等大功率設(shè)備工作帶來的底噪抬升。在這些復(fù)在基于星閃SLE技術(shù)的wBMS中，SLE無線通信模塊需要滿足一定的指標(biāo)要wBMS無線模塊射頻物理層的測試項(xiàng)目、指標(biāo)和測試案oFreqDrift對于抗干擾測試，最主要的難點(diǎn)在于需要模擬汽車真實(shí)的電磁環(huán)境，在這個(gè)規(guī)定雜散發(fā)射功率電平的測量帶寬定義為參對于并發(fā)測試，基于有線的BMS要求，以使用較多的CAN總線為例，一般最病列病列/USBSLESLE雛'(wBMS述'(wBMS述癌SLE藹RFCable2）研發(fā)場景的圖形化測試UI如下所示：切換不同視圖可以展示不同的星閃無線通信標(biāo)準(zhǔn)體系包括空口接入層，基礎(chǔ)服務(wù)層，星閃網(wǎng)絡(luò)和傳星閃低功耗通信工作模式SLE(SparklinkLowEnergy)支持1MHz工作帶4MHz工作帶寬，支持GFSK、BPSK、QPSK和8PSK調(diào)制?；诖蠊ぷ鲙捄透唠A調(diào)制，星閃星閃SLE數(shù)據(jù)鏈路層支持同步數(shù)據(jù)鏈路和異步數(shù)據(jù)鏈路，支持控制面?zhèn)鬏斖ǖ?。星閃基礎(chǔ)服務(wù)層數(shù)據(jù)面支持基礎(chǔ)幀、流傳輸幀和可靠幀，通過靈活動態(tài)4.2星閃SLE抗干擾設(shè)計(jì)Polar碼是基于信道極化理論構(gòu)造的一種信道編碼，是經(jīng)過理論分析論證可以達(dá)到香農(nóng)道編碼，且具有可實(shí)用的線性復(fù)雜度編譯碼能力而受到業(yè)界重視，它可以較好信道極化包括信道合并和信道分解。信道經(jīng)過合并分解后，不同的信道會情況，有些信道容量增大甚至趨于無噪聲信道，有的信道容量減小趨于全噪聲信道。P策略就是應(yīng)用了這種極化現(xiàn)象，利用信道容量大的信道傳輸有用的信息，利用信在星閃SLE接入技術(shù)中，劃分了4種無線幀類型，他們都包含以下字段，如表8所示，除無線幀類型1以外，無線幀類型2，無線幀類型護(hù)字段(可選)和循環(huán)冗余校驗(yàn)字段的比特序列都通信息符號，其中無線幀類型2通過不進(jìn)行分段CRC的碼塊分段進(jìn)行極化編碼，無類型4對輸入比特序列進(jìn)行分段并對每個(gè)分段增0123456782191根據(jù)信息比特長度，選擇性能最優(yōu)、時(shí)延最短的512/256/128信號可靠傳輸，是現(xiàn)有無線短距系統(tǒng)傳輸速率的兩倍，并獲取約50%傳輸功耗收將接收的初傳包信息與重傳包信息合并譯碼，增加抗干擾能力，提廣播鏈路和數(shù)據(jù)鏈路都設(shè)計(jì)了跳頻機(jī)制，其中廣播道進(jìn)行廣播，同時(shí)設(shè)置發(fā)現(xiàn)設(shè)備或者接入設(shè)備在所有廣播信道上進(jìn)行接收，這樣數(shù)據(jù)鏈路的跳頻流程主要分為三個(gè)部分，分別為偽隨機(jī)數(shù)生成過程，初頻點(diǎn)映射過程。數(shù)據(jù)鏈路跳頻的輸入?yún)?shù)給偽隨機(jī)數(shù)生成器之后，輸出16比特頻點(diǎn)映射過程的輸入。初次頻點(diǎn)映射過程將隨機(jī)數(shù)取模并映射后輸出對應(yīng)的映射過程的結(jié)果為有效頻點(diǎn)，則直接輸出，如判斷為無效頻點(diǎn)，則繼續(xù)使用采用這樣的隨機(jī)跳頻機(jī)制可以有效的避開干擾，發(fā)揮通信效能，提時(shí)延等劣勢，WiFi具有異步和系統(tǒng)效率等問題，UWB技術(shù)具有成本和組網(wǎng)等短這些主流無線短距通信技術(shù)無法適用于wBMS高密度、低時(shí)延、高星閃系統(tǒng)的多節(jié)點(diǎn)并發(fā)和多業(yè)務(wù)并發(fā)組網(wǎng)機(jī)制，可以很好地適配電芯級求。這種應(yīng)用場景中需要實(shí)現(xiàn)電池單體監(jiān)測功能，需要無線短距通信技術(shù)通節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)。多業(yè)務(wù)并發(fā)是指對于單個(gè)T節(jié)點(diǎn)，支持單個(gè)T節(jié)點(diǎn)上同時(shí)存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以組成多跳網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在多跳網(wǎng)絡(luò)中的路由傳輸。星閃多跳組星閃網(wǎng)絡(luò)地址的分配和管理，當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入星閃網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，需要與管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行址。同時(shí)，管理節(jié)點(diǎn)還可以提供基于服務(wù)的地址查詢功能，星閃網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行交互發(fā)現(xiàn)星閃網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)和該服務(wù)的地址，根據(jù)該地址，星閃網(wǎng)絡(luò)中通信獲取星閃網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)。星閃網(wǎng)絡(luò)層支持星閃端到端的數(shù)據(jù)傳輸，支持面行單跳通信。星閃還支持多跳網(wǎng)絡(luò)，其中又可分為復(fù)雜的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，和簡在簡單樹網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)確定網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)L和葉子節(jié)點(diǎn)樹N時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)定，同時(shí)在該網(wǎng)絡(luò)中，從任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)起，到任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)束的路另外，星閃通過事件和事件組的時(shí)間資源配置，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)節(jié)具體如圖20所示。時(shí)間資源分配中的事件內(nèi)間隔為配置值，后發(fā)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送其中事件間間隔和事件組間隔是約束值，只需設(shè)置好后發(fā)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送結(jié)束時(shí)始時(shí)刻中間的時(shí)間間隔即可。時(shí)間域的分配有利于增大加密和信息完整性保護(hù)等技術(shù)，可為無線電池管理系統(tǒng)的123456256比特共享密鑰PSK預(yù)配置在無線電池管理系統(tǒng)中的G節(jié)點(diǎn)和T節(jié)點(diǎn)上，G節(jié)點(diǎn)和T節(jié)點(diǎn)基于該密碼算法協(xié)商在配對過程中，G節(jié)點(diǎn)和T節(jié)點(diǎn)同時(shí)會協(xié)商安全算法，包括加密算法和完整性信息加密和信息完整性保護(hù)配對和鑒權(quán)管理完成之后，G節(jié)點(diǎn)和T節(jié)點(diǎn)開始啟動安全控制流程對空口通全控制流程包括啟動安全流程和暫停安全流程。啟動安全流程開始后，G節(jié)點(diǎn)和的用戶數(shù)據(jù)和其他控制消息的收發(fā)暫停發(fā)送。G節(jié)點(diǎn)和T節(jié)點(diǎn)協(xié)商會話密鑰，后續(xù)用戶和其他控制消息的收發(fā)。暫停安全流程的目的是重新生成連接的會話密連接的情況下對通信雙方的密鑰進(jìn)行動態(tài)刷新，從而為了提高星閃無線通信系統(tǒng)抵抗攻擊的能力，星閃還定義了星閃無線備安全要求，包括安全存儲、安全執(zhí)行、安全防護(hù)和安全管理星閃設(shè)備應(yīng)支持敏感信息的安全存儲，防止敏感信息泄露或篡改。敏用戶身份、安全上下文、白名單、黑名單等。星閃設(shè)備存儲不同用戶的數(shù)據(jù)時(shí)，據(jù)的安全訪問控制機(jī)制。星閃設(shè)備的安全敏感操作（如加密、解密、完整性驗(yàn)證中執(zhí)行。同