從無線BMS到無線MCU，我們可以看到無線連接技術是其中相當重要的一部分。合適的無線連接技術從一開始就決定了整個設計決策，它直接決定了應用的協(xié)議互操作性、距離、穩(wěn)健性以及適用場景。

要說能夠實現(xiàn)無線連接的技術，其實不在少數(shù)，不管是藍牙、Zigbee、Thread還是Wi-Fi、專有2.4GHz都能實現(xiàn)。在無線產(chǎn)品市場我們可以找到很多支持不同連接協(xié)議的產(chǎn)品，TI近期就推出了全新的低功耗藍牙無線MCU，ADI在SmartMesh產(chǎn)品也在不斷擴充。我們從無線BMS出發(fā)，看看兩家在無線BMS上發(fā)展最領先的廠商應用在無線BMS上的連接協(xié)議做了哪些增強。

TI專有無線通信協(xié)議

在TI的無線BMS方案中，采用了無線MCU和電池監(jiān)控器實現(xiàn)檢測，數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞脚c主控芯片完成通信。該無線傳輸基于其專有的無線BMS協(xié)議，能夠實現(xiàn)快速組網(wǎng)。據(jù)TI官方資料，通過專有的無線通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，能實現(xiàn)低延時、高傳輸速率，低數(shù)據(jù)丟包率。

該無線方案中的協(xié)議，是TI基于2.4GHz頻段中運行的低功耗Bluetooth技術編制的專有無線BMS協(xié)議，每個中央單元可支持多達32個節(jié)點的星型網(wǎng)絡配置，有助于提高吞吐量，降低數(shù)據(jù)延遲，數(shù)據(jù)存儲量可以做到1.2Mbps，每個節(jié)點的延遲會控制在兩個毫秒以下。該協(xié)議也是TI專有的，在SimpleLink系列無線MCU中經(jīng)常能看到它的身影。

以10個節(jié)點的網(wǎng)絡為例，TI的無線BMS協(xié)議可以實現(xiàn)10^-7甚至更好的數(shù)據(jù)包錯誤率。這意味著在52.222小時的無線BMS操作中，任何節(jié)點的數(shù)據(jù)都只有100ms是不可用的，換個說法則是在協(xié)議下設備正常運行的時間是〉99.999%的。因為每個無線設備都是獨立的，整個無線BMS協(xié)議的網(wǎng)絡可用性也〉99.999%。而且這種專有的2.4GHz與傳統(tǒng)的2.4GHz具有互操作性。

考慮到其他無線技術會共用該頻帶，TI的專有無線BMS協(xié)議為了在這個擁擠的頻帶里減少沖突，在通信前會使用跳頻找到一個開放的信道，因此在連接穩(wěn)健性上有比較好的保障。唯一的弊端在于遠距離連接應用中不太適用，但是對于無線BMS這樣的應用這一點也無需擔心。

ADI SmartMesh

SmartMesh其應用范圍遠不止在無線BMS中建立連接，它在所有嚴苛的射頻環(huán)境中都有廣泛的應用。SmartMesh分為SmartMesh IP和SmartMesh HART。網(wǎng)絡均是由mote和manager兩部分構成，在硬件上使用的我們上期提到的LTC5800。

SmartMesh HART符合工業(yè)無線領域的Wireless HART標準，SmartMesh IP技術更傾向于IP尋址能力，二者均使用dust時間同步技術，功耗極低，平均路由節(jié)點功耗50uA，可靠性極高，在無線BMS復雜的射頻環(huán)境下，SmartMesh可靠度超99.99%。一般來說，SmartMesh IP成本更低而且也更靈活。

SmartMesh中的mesh技術與傳統(tǒng)的樹狀路由相比，具有多條路徑，manager會自動判斷最佳路徑。每個器件都有冗余的路徑以克服由于干擾、物理遮擋或多徑衰落導致的通信中斷。與其他網(wǎng)狀技術不同的是不需要進行既耗費功率又耗費時間的路徑再發(fā)現(xiàn)。

而SmartMesh中不能不提的就是時間同步通道跳頻技術，TSCH網(wǎng)絡中的每個數(shù)據(jù)包交換通道都會跳頻以避開RF干擾和多路徑衰落。另一方面不同設備之間的多次數(shù)據(jù)傳送可以在不同通道上同時發(fā)生，增大了網(wǎng)絡帶寬。此外，TSCH網(wǎng)絡高可用性的占空比基本不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包碰撞問題，網(wǎng)絡十分密集且可以拓展，而不會產(chǎn)生削弱RF信號的自干擾。

應對惡劣的汽車射頻環(huán)境

無線BMS應用的連接技術需要面對的最大的困難仍舊在惡劣的汽車射頻環(huán)境上。TI的無線BMS方案通過ISO26262 ASIL-D系統(tǒng)功能安全認證之外，在協(xié)議拓撲上還增加了衰減高共模電壓設計機制以對抗汽車嘈雜的工況產(chǎn)生的高共模電壓；ADI的SmartMesh的成對通道跳頻以及動態(tài)網(wǎng)絡優(yōu)化也盡可能在對抗惡劣的射頻環(huán)境。

一邊是始終懸在頭頂?shù)?a target="_blank">電磁兼容性鴻溝，一邊是無線BMS帶來的成本和性能的高性價比，有些車廠還在觀望，有些車廠已經(jīng)開始啟動無線BMS換代。最近凱迪拉克LYRIQ搭載ADI的SmartMesh做足了宣傳，在這股“無線風”之下，電池性能迭代優(yōu)化不用再換車或許真的離消費者已經(jīng)不遠了？