Page 22 - 碳排法規啟動 電源技術助用電大戶渡難關

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英國業者讓BMS不只無線化還變聰明
Nitin Dahad，Embedded
系統動力電氣化，特別是對電動車 來說，意味著電池監控對於系統安 全性和壽命越來越重要。一家總部 位於英國的業者Dukosi，以顛覆電 池管理系統(BMS)市場為目標，開 發了一種無線BMS，在每個電池芯 (cell)內植入一顆晶片和嵌入式軟 體，號稱能減輕所需線束(harness) 重量，並為電池本身帶來智慧功能。
且將之組合成各種尺寸、形狀與和 配置的電池組。你可以用相同的智 慧電池芯打造多樣化的電池產品; 這將更具顛覆性，因為改變了電池 產業監測與管理電池的方法。」
此外，隨著時間推移，諸如溫 度、電壓和充/放電週期等受監控 資訊的累積，能反映電池的健康 狀態(SoH)。在電動車汰舊時，電 池的SoH會是二手交易的破壞性因 素，無論是轉售車輛或是將車輛的 電池組轉為任務較不繁重的應用， 如電網儲能。最大化延長電池壽命 能降低電池的生命週期成本，並最 小化回收所需頻率和成本，從在整 體上減少對環境的影響。
過去十年來，電池監測的重 要性在工業和電信應用領域已得 到認可，因為這類應用的備援非 常重要。為伺服器叢集的不斷電 系統(UPS)供電之48V鉛酸電池陣 列，可以負擔連結龐大集中監控 硬體與每顆電池的線束，然而對 於環境高度封閉、惡劣的電動車 內部800V電池組來說，那並非理 想的解決方案。
Dukosi的創辦人暨技術長 Joel Sylvester接受筆者訪問，解 釋了該公司解決方案與市場上已有 的無線BMS解決方案有何不同，以 及其技術對電池產業發展帶來的 意義。他表示:「我們開發的是一 種用於非常高電壓鋰離子電池組 的電池監測設備，電動車、電動巴 士、船舶應用、電網儲能等應用都 屬於這種類型。」
他表示，在與潛在客戶交談 時，他們首先提到的就是想擺脫 線束;「電池組業者很討厭那些 線束，因為它們降低了產品可靠 性，也容易造成安全問題，而且為 設計、製造和安裝帶來高成本;所 以擺脫線束始終是他們的首要目 標。其次則是量測品質，我們可以 在每一個電池芯以完全相同的方 式、位置進行溫度量測，以提升電 池組的性能。」
電纜一直是個問題
「基本上，現在任何需要大電 池組的東西，都轉向採用或已經改 用鋰離子電池。因為該類電池內部 的能量很大，需要非常密切監控， 時時注意電池電壓與溫度等狀況， 以確保電池組安全並盡可能延長其 使 用 壽 命 ; 」 他 進 一 步 指 出 :「 我 們 開發的是矽晶片與配套軟體，能用 以監測個別鋰離子電池芯的電壓、 電流、溫度以及其他許多參數。」
Dukosi表示，業界咸認電池 監測對電池安全性和最佳使用壽 命性能至關重要，特別是在電動車 中的應用;不過目前的監測方法是 從繁瑣的舊技術演變而來，有一種 真正無線、全新的方法，並具備快 速、靈活的邊緣運算優勢。
不過這實際上就是目前傳統 BMS的典型配置，而且由於高電壓 以及因振動導致電線磨損的風險， 連接至電池組的電纜尺寸必須大於 承載訊號所需，也導致相關的重量增 加和空間消耗，更不用提安裝成本。
那麼Dukosi的產品將如何顛 覆市場?Sylvester表示:「可以在 電池芯內放入晶片就是一大顛覆， 如此就能催生一顆智慧電池芯，並
BMS的主要功能是保持安全 充/放電，以降低電池劣化、損壞 甚至起火燃燒的風險。此外其優 勢還包括能準確掌握電池組的充 電狀態(state-of-charge，SoC)， 以判斷車輛的行駛距離，降低所謂 的「里程焦慮」(range anxiety)， 並縮短充電時間。
為電動車開發「無線」電池監 測方案，似乎是因應以上挑戰的一 個顯著的解決方案。現有的無線 BMS解決方案是從舊有模組化架
www.eettaiwan.com | 2022年02月
電池管理的必要性
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