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電池是電動汽車的動力之源。動力電池不僅關(guān)系到電動汽車的續(xù)航里程，而且關(guān)系到電動汽車的安全（電動汽車的起火事故往往始于電池包）。可見電動汽車的電池管理系統(tǒng)（Battery Management System, BMS）有多重要。 BMS隨時監(jiān)控每個電池單元的電壓和溫度，確保它們在正常狀態(tài)下工作，也許還進(jìn)一步進(jìn)行電池平衡，讓電池包的效能得到最大程度的利用。目前，電動汽車BMS系統(tǒng)都是以線纜連接形式實(shí)現(xiàn)有線通信。這種情況很可能正在改變。一些主流的半導(dǎo)體供應(yīng)商已經(jīng)開發(fā)出了無線BMS系統(tǒng)，這種新系統(tǒng)與現(xiàn)有的方案相比具有諸多優(yōu)勢。 美國Analog Devices Inc.（ADI公司）于2020年9月首先推出了無線BMS技術(shù)。ADI公司稱，其無線BMS免去了使用傳統(tǒng)線束的必要，節(jié)省了高達(dá)90%的線束和高達(dá)15%的電池組體積，提高了設(shè)計(jì)靈活性和可制造性，同時不會影響電池使用壽命內(nèi)的里程數(shù)和精度。ADI的無線BMS將在通用汽車搭載Ultium電池平臺的量產(chǎn)車輛中首度亮相。 近日，美國德州儀器公司（Texas Instruments，TI）推出了無線BMS技術(shù)，并召開在線新聞發(fā)布會披露了一些細(xì)節(jié)。TI的無線BMS由SimpleLink 2.4GHz CC2662R-Q1無線MCU和BQ79616-Q1電池監(jiān)控器/平衡器組成，采用專為汽車電池環(huán)境開發(fā)的無線通信協(xié)議，據(jù)稱其安全可靠性超過傳統(tǒng)的有線BMS。 德州儀器中國區(qū)嵌入式與數(shù)字光處理應(yīng)用技術(shù)總監(jiān)師英先生介紹說，傳統(tǒng)的線纜連接方式不僅笨重、占用空間，而且可靠性也不太理想。他說，在與客戶交流時他們發(fā)現(xiàn)，電纜和連接器故障是導(dǎo)致電池包出現(xiàn)故障的主要原因。相比之下，TI的無線協(xié)議可提供業(yè)界出色的網(wǎng)絡(luò)可用性（超過99.999%），而且可以在300ms最大可用性內(nèi)重新啟動網(wǎng)絡(luò)。在專用時隙該系統(tǒng)可提供高吞吐量（1.2Mbps）和低延遲（小于2ms），從而進(jìn)一步保護(hù)數(shù)據(jù)免受丟失或損壞。它可使多個電池單元向主MCU發(fā)送±2mV精度的電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包錯誤率小于10-7。據(jù)介紹，TI的這套系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)首個通過TüV SüD認(rèn)證、實(shí)現(xiàn)ASIL D功能安全系統(tǒng)的先進(jìn)無線BMS。 如果我們考慮到TI在此之前已經(jīng)推出了一系列的SimpleLink無線MCU，包括Wi-Fi、藍(lán)牙等各種協(xié)議的芯片，以及電池監(jiān)控和電池平衡芯片，那么我們就會知道TI研發(fā)無線BMS并不需要再做許多新的開發(fā)工作。最關(guān)鍵的一點(diǎn)是開發(fā)無線BMS專用的通信協(xié)議。據(jù)德州儀器系統(tǒng)工程經(jīng)理吳萬邦介紹，無線BMS應(yīng)用有很多特別的挑戰(zhàn)，如網(wǎng)絡(luò)重啟速度、網(wǎng)絡(luò)可獲得性、可靠性、吞吐量等，現(xiàn)有的無線通信協(xié)議如藍(lán)牙無法勝任，所以有必要開發(fā)一套新的無線通信協(xié)議。 總之，現(xiàn)在ADI和TI都已經(jīng)推出了無線BMS方案，可以省下線纜所占用的空間來放置更多的電池，能一定程度地提升電動汽車的續(xù)航里程。也許更重要的是，無線BMS比有線方案的可靠性更高，成本也會更低，很可能成為未來電動汽車的電池管理技術(shù)趨勢。 |
