有BMS为什么还会烧车?
很显然,这样的系统是有线通信方式,既然是有线,就有可能因汽车的恶劣环境而出现“掉线”,这时系统便丧失了应有的功能,形同虚设了。
线缆连接必须可靠 电动汽车采用的传统BMS面临着诸多挑战:
·每节电池都必须通过电缆连接到一个调节电量表现的监控器,布线复杂;·线束和连接器是影响可靠性的常见原因,需要频繁维护布线,保修费用不菲;·为了使线缆连接更可靠,需要采用重型铜线,BMS中庞大而笨重的电缆会对续航能力、组件成本和安全性产生负面影响。
今天,电动汽车对电池管理系统的要求在不断变化,推动着更高标准的安全要求,电池管理系统的创新正是实现突破的硬核所在。我们不仅需要用高精度电池监控来确保满足最严格的功能安全标准,还要用冗余通信协议提供容错性,确保电池组的健康和安全状态,更重要的是确保这些监控系统的通信功能万无一失。
丢掉线缆,WBMS轻装上阵
在以全数字化方式进行的2021国际消费类电子产品展览会(CES 2021)上,德州仪器(TI)率先发布了业内首个通过T?V S?D评估、满足ISO 26262 ASIL D功能安全等级的无线电池管理(WBMS)解决方案。
“2021中国电动汽车百人会论坛”上,TI中国区嵌入式与数字光处理应用技术总监师英表示:“这一解决方案可以提供业界出色的网络可用性,支持跨多平台可靠扩展,有助于汽车客户设计制造更加安全、可靠、高效且行驶更远的电动汽车。” 我们来看看WBMS能为电动汽车带来什么?
无线BMS解决方案通过采用优异网络可用性无线协议,有助于车辆设计师减少繁重、昂贵且需要频繁维护的布线,提高电动汽车的可靠性和效率,无疑是电动汽车电池管理的一项重大革新。
无线BMS示例 利用无线BMS解决方案,主机厂能够降低其电池系统设计的复杂性,提高可靠性并减轻汽车重量,从而延长行驶里程。得益于跨量产车型的灵活调整设计,主机厂可以利用无线BMS更快地过渡到量产阶段。
据介绍,该无线BMS产品由以下两部分组成:
·SimpleLink? 2．4GHz CC2662R-Q1无线微控制器(MCU):采用符合AEC-Q100标准的Arm? Cortex? -M4,经优化可实现低功耗、扩展温度范围和增强安全性;该器件采用专为无线BMS使用案例开发的新无线协议,解决了通信错误检测和安全问题。
·BQ79616-Q1电池监控平衡器:符合ISO26262功能安全标准,具备通信、温度和电压测量功能芯片级ASIL D等级。借助CC2662R-Q1无线MCU,可以在主机系统处理器与BQ79616-Q1之间进行稳定可靠和可扩展的数据交换。
“5个9”的可靠性
不言而喻,可靠性是保证电池安全的最重要因素,有线配置的BMS可靠性可想而知。与有线连接相比,无线MCU电池管理系统无线协议可以实现业界最好的网络可靠性(超过99．999%)和最大300ms的网络重启可用性。新开发的无线协议是基于2．4GHz频段运行的低功耗Bluetooth? 技术编制的专有无线BMS协议。
无线MCU可提供高吞吐量和低延迟的专用时隙,以防止数据丢失或损坏,使多个电池单元能够以±2mV的精度向主MCU发送电压和温度数据,且网络数据包错误率小于10-7。
主机厂可以利用安全驱动工具减少潜在威胁,例如密钥交换和刷新;独特的设备身份验证;调试安全;基于联合测试行动小组(JTAG)协议锁定的软件IP保护;高级加密标准(AES)128位加密加速和消息完整性检查。
多平台可靠扩展和系统级设计
考虑到主机厂的长期设计需求,无线BMS创新技术还提供更高的可扩展性。专有协议可提供市场上最高的吞吐量,使主机厂能够在不同电池配置中(如32、48和60个电池单元的系统等)将采用单个无线片上系统的电池模块与多个BQ79616-Q1电池监控器相连。这样的系统设计支持多达100个节点,每个节点都达到业界最低延迟(低于2ms),且每个节点的测量均可实现时间同步。
CC2662R-Q1无线MCU独立于各个电池单元监控装置,不再需要菊花链隔离组件,减少了相应成本。BQ79616-Q1电池监控平衡器以同一封装类型提供不同通道选项,同时具有引脚对引脚兼容性,支持在任何平台上完全重复使用既有的软件和硬件。
主机厂的选择灵活
总结一下
随着人们对电动汽车需求的持续高涨,主机厂更加关注如何通过既安全又具有成本效益的方式来提高汽车性能,以便生产出更可靠和更高效的电动汽车。通过有线与无线BMS的对比,我们可以看到后者的诸多优势。
有线与无线BMS对比 诚如Strategy Analytics动力总成、车身、底盘和安全服务主管Asif Anwar所说:“无线电池管理系统的应用将是电动汽车市场中一个日益增长的趋势,因为这类进展提供了更大的设计灵活性,相对于传统系统也降低了复杂性和成本。将这些优势与ASIL D合规性相结合的解决方案为业界树立了一个可遵循的标准。”不管是作为业内中人还是消费者,我们都期待早日在量产车中看到无线电池管理系统的身影!- End
