"Perkembangan kendaraan listrik sudah memasuki jalur cepat. Menurut statistik Kementerian Perdagangan, volume transaksi kendaraan energi baru pada tiga kuartal pertama tahun ini mencapai 2.157 juta dengan tingkat penetrasi pasar 12.4%. Pengembangan kendaraan listrik cerdas juga telah membawa perubahan baru pada sistem BMS. Sistem BMS mobil adalah jembatan komunikasi antara mobil dan baterai, yang dapat mengumpulkan, menganalisis, dan menyimpan data waktu nyata tentang suhu, tegangan dan arus baterai, serta menukar data yang dikumpulkan dan dianalisis dengan peralatan eksternal. , Untuk menghindari pengisian baterai yang berlebihan, pengosongan yang berlebihan, suhu tinggi dan masalah lainnya, untuk memastikan kinerja baterai sampai batas tertentu, dan memperpanjang umur baterai.
"
Pengarang: Li Cheng
Perkembangan kendaraan listrik sudah memasuki jalur cepat. Menurut statistik Kementerian Perdagangan, volume transaksi kendaraan energi baru pada tiga kuartal pertama tahun ini mencapai 2.157 juta dengan tingkat penetrasi pasar 12.4%. Pengembangan kendaraan listrik cerdas juga telah membawa perubahan baru pada sistem BMS. Sistem BMS mobil adalah jembatan komunikasi antara mobil dan baterai, yang dapat mengumpulkan, menganalisis, dan menyimpan data waktu nyata tentang suhu, tegangan dan arus baterai, serta menukar data yang dikumpulkan dan dianalisis dengan peralatan eksternal. , Untuk menghindari pengisian baterai yang berlebihan, pengosongan yang berlebihan, suhu tinggi dan masalah lainnya, untuk memastikan kinerja baterai sampai batas tertentu, dan memperpanjang umur baterai.
Sumber gambar: ADI
Keuntungan dan kerugian dari sistem BMS nirkabel
Saat ini, sistem BMS mobil dapat dibagi menjadi sistem BMS kabel dan sistem BMS nirkabel menurut metode komunikasi. Sistem BMS berkabel menggunakan bus CAN atau bus iosSPI sebagai bentuk rantai daisy untuk menghubungkan paket baterai, chip kontrol slave, dan chip kontrol master untuk mewujudkan pemantauan dan transmisi data; sistem BMS nirkabel menghubungkan paket baterai dalam bentuk jaringan nirkabel, chip kontrol budak terhubung dengan chip kontrol utama, dan pemantauan status dan transmisi data paket baterai diselesaikan melalui komunikasi nirkabel.
Fleksibilitas. Sistem BMS nirkabel menggunakan jaringan nirkabel sebagai metode koneksi untuk menghilangkan belenggu kabel, yang memungkinkan baterai diatur dan ditempatkan secara fleksibel, dan sesuai dengan kebutuhan aktual, peralatan untuk deteksi status baterai waktu nyata dapat ditambahkan atau dihapus sesuka hati.
Stabilitas. BMS kabel berkomunikasi melalui koneksi kabel. Ketika kabel digunakan dalam interior mobil bersuhu tinggi untuk waktu yang lama, masalah penuaan garis biasanya terjadi. Setelah masalah terjadi, banyak kabel akan membawa deteksi dan perbaikan. Kesulitan yang lebih besar. BMS nirkabel tidak perlu khawatir tentang penuaan kabel komunikasi, dan kecepatan dan penundaan transmisi data dapat dijamin lebih baik, yang meningkatkan kemampuan untuk memahami status paket baterai.
Biaya rendah. Perbedaan yang paling penting antara BMS nirkabel dan sistem BMS kabel adalah bahwa hal itu mengurangi peletakan kabel komunikasi, dan konsumsi kabel komunikasi dan konektor akan berkurang, yang mengurangi biaya pembuatan kendaraan dan BMS sampai batas tertentu. Ruang yang ditempati oleh sistem.
Ketidakcukupan, karena BMS nirkabel menggunakan komunikasi nirkabel, yang berbeda dari komunikasi loop tertutup internal BMS kabel, jika faktor keamanan komunikasi nirkabel tidak tinggi, mungkin ada situasi di mana informasi data yang dikirimkan dicegat.
Meskipun jumlah kendaraan listrik meningkat dari hari ke hari, konsumen masih memiliki kekhawatiran tentang keamanan dan daya jelajah kendaraan listrik. Untuk menghilangkan kekhawatiran konsumen, TI dan ADI telah berturut-turut memperkenalkan solusi BMS nirkabel.
Solusi sistem BMS nirkabel TI
Guna meningkatkan daya tahan kendaraan listrik, TI merilis solusi BMS nirkabel di awal tahun ini. Solusinya menggunakan monitor baterai MCU nirkabel CC2662R-Q1 dan monitor baterai BQ79616-Q1 untuk mendeteksi daya baterai, suhu, arus, dan tegangan. , Dan mengkomunikasikan data dengan chip kontrol utama melalui transmisi nirkabel. Pelepasan program mengurangi peletakan jalur komunikasi dan meningkatkan keandalan dan efisiensi kendaraan listrik. Ini adalah BMS nirkabel pertama yang lulus verifikasi ASIL-D.
Sumber gambar: TI
SimpleLinkCC2662R-Q1 adalah MCU nirkabel yang digunakan dalam sistem BMS otomotif. MCU menggunakan Cortex-M4F berbasis arsitektur ARM dengan frekuensi utama -48MHz. CC2662R-Q1 mengintegrasikan 352KB Flash yang dapat diprogram, 256KB ROM, dan 8KB SRAM. CC2662R-Q1 mendukung metode komunikasi nirkabel seperti 2.4 GHz WiFi, Bluetooth Low Energy, Zigbee, Sub-1 GHz, dan kompatibel dengan protokol BMS nirkabel milik TI, memungkinkan jaringan cepat. CC2662R-Q1 memiliki karakteristik konsumsi daya yang rendah. Arus dalam keadaan menerima adalah 6.9 mA, arus kerja adalah 7.3 mA dan 9.6 mA ketika kekuatan sinyal yang ditransmisikan adalah 0 dBm dan 5 dBm, dan arus standby adalah 0.94 μA ketika dalam keadaan standby.
Menurut tampilan resmi TI, transmisi data melalui protokol komunikasi nirkabel milik TI memiliki karakteristik penundaan rendah, laju transmisi tinggi (troughput data 1.2Mbps), stabilitas tinggi, laju kehilangan paket data yang sangat rendah, dan PER (
BQ79616-Q1 adalah chip pemantauan baterai otomotif 16 saluran, terutama digunakan pada BMS tegangan tinggi, pemantauan baterai tegangan tinggi secara real-time. Chip dapat menyelesaikan siklus deteksi data baterai dalam 128μs. BQ79616-Q1 mengintegrasikan digital-ke-analog Converter dan filter low-pass untuk memfasilitasi pemantauan tegangan DC yang disaring, meningkatkan akurasi pemantauan tegangan, dan memfasilitasi MCU untuk menilai status pengisian baterai. Pada saat yang sama, BQ79616-Q1 juga memiliki fungsi pemantauan suhu baterai dan keseimbangan internal otomatis baterai. Jika data baterai abnormal terdeteksi pada satu titik, pekerjaan pengisian dan pengosongan baterai akan segera dihentikan untuk menghindari suhu baterai yang berlebihan dan bahaya kebakaran lainnya.
BQ79616-Q1 menggunakan rantai daisy dua arah terisolasi ganda dengan isolasi kapasitif dan isolasi transformator untuk menghubungkan baterai. Dalam hal antarmuka, chip ini memiliki 8 port GPIO dan antarmuka UART khusus. Baterai termal dari eksternal sirkit dapat diukur melalui port GPIO, dan dapat berkomunikasi dengan pengontrol utama melalui antarmuka UART. BQ79616-Q1 memiliki fungsi bangun terbalik otomatis. Dalam kondisi kerja normal, MCU secara otomatis memasuki mode tidur. Ketika data abnormal terdeteksi, BQ79616-Q1 akan membangunkan MCU dalam arah sebaliknya. Fungsi ini terutama untuk memantau status baterai bahkan ketika mobil berhenti, dan mengurangi konsumsi daya sistem.
TI menggunakan MCU nirkabel CC2662R-Q1 untuk terhubung dengan beberapa monitor baterai BQ79616-Q1 untuk mewujudkan sistem BMS nirkabel.
Solusi sistem BMS nirkabel ADI
ADI telah meluncurkan solusi sistem BMS nirkabel kendaraan listrik sebelumnya, yang menggabungkan SmartMesh dengan monitor baterai LTC6811 untuk mewujudkan pemantauan status baterai dan transmisi data nirkabel. Solusi ini meningkatkan keandalan kendaraan listrik dan mengurangi kerumitan pemasangan kabel.
Sumber topologi BMS nirkabel SmartMesh+LTC6811: ADI
Dalam solusi BMS nirkabel ADI, tidak ada indikasi yang jelas tentang model spesifik MCU nirkabel SmartMesh. Monitor baterai menggunakan LTC6811.
LTC6811-1 adalah monitor paket baterai yang dapat melakukan deteksi tegangan presisi tinggi hingga 12 kelompok baterai secara seri, dengan kesalahan pengukuran kurang dari 1.2mV, dan hanya membutuhkan waktu 290μs untuk menyelesaikan deteksi baterai 12-sel. LTC6811-1 dapat menghubungkan beberapa baterai secara seri, sehingga chip dapat menyelesaikan pemantauan status baterai waktu nyata dalam rangkaian baterai tegangan tinggi. Chip ini juga memiliki antarmuka isoSPI, yang dapat mewujudkan komunikasi jarak jauh berkecepatan tinggi dengan perangkat. LTC6811 dapat menghubungkan 12 kelompok baterai melalui rantai daisy untuk mewujudkan fungsi komunikasi multi-saluran, memantau status baterai, dan melakukan penangguhan dan memulai operasi sesuai dengan status baterai saat ini. Chip menggunakan catu daya yang terisolasi.
ADI mengatakan bahwa melalui skema kombinasi ini, lebih dari 90% kabel dapat dihemat, dan lebih dari 10% volume baterai dapat dikurangi, yang memberikan fleksibilitas yang baik untuk tata letak dan pembongkaran baterai, serta masa pakai baterai dan data baterai. akurasi tidak akan terpengaruh.
Pengarang: Li Cheng
Perkembangan kendaraan listrik sudah memasuki jalur cepat. Menurut statistik Kementerian Perdagangan, volume transaksi kendaraan energi baru pada tiga kuartal pertama tahun ini sebesar 2.157 juta dengan tingkat penetrasi pasar 12.4%. Pengembangan kendaraan listrik cerdas juga telah membawa perubahan baru pada sistem BMS. Sistem BMS mobil adalah jembatan komunikasi antara mobil dan baterai, yang dapat mengumpulkan, menganalisis, dan menyimpan data waktu nyata tentang suhu, tegangan, dan arus baterai, dan menukar data yang dikumpulkan dan dianalisis dengan peralatan eksternal. , Untuk menghindari pengisian baterai yang berlebihan, pengosongan yang berlebihan, suhu tinggi dan masalah lainnya, untuk memastikan kinerja baterai sampai batas tertentu, dan memperpanjang umur baterai.
Sumber gambar: ADI
Keuntungan dan kerugian dari sistem BMS nirkabel
Saat ini, sistem BMS mobil dapat dibagi menjadi sistem BMS kabel dan sistem BMS nirkabel menurut metode komunikasi. Sistem BMS berkabel menggunakan bus CAN atau bus iosSPI sebagai bentuk rantai daisy untuk menghubungkan paket baterai, chip kontrol slave, dan chip kontrol master untuk mewujudkan pemantauan dan transmisi data; sistem BMS nirkabel menghubungkan paket baterai dalam bentuk jaringan nirkabel, chip kontrol budak terhubung dengan chip kontrol utama, dan pemantauan status dan transmisi data paket baterai diselesaikan melalui komunikasi nirkabel.
Fleksibilitas. Sistem BMS nirkabel menggunakan jaringan nirkabel sebagai metode koneksi untuk menghilangkan belenggu kabel, yang memungkinkan paket baterai diatur dan ditempatkan secara fleksibel, dan sesuai dengan kebutuhan aktual, peralatan untuk deteksi status baterai waktu nyata dapat ditambahkan atau dihapus sesuka hati.
Stabilitas. BMS kabel berkomunikasi melalui koneksi kabel. Ketika kabel digunakan dalam interior mobil bersuhu tinggi untuk waktu yang lama, masalah penuaan garis biasanya terjadi. Setelah masalah terjadi, banyak kabel akan membawa deteksi dan perbaikan. Kesulitan yang lebih besar. BMS nirkabel tidak perlu khawatir tentang penuaan kabel komunikasi, dan kecepatan dan penundaan transmisi data dapat dijamin lebih baik, yang meningkatkan kemampuan untuk memahami status paket baterai.
Biaya rendah. Perbedaan yang paling penting antara BMS nirkabel dan sistem BMS kabel adalah bahwa hal itu mengurangi peletakan kabel komunikasi, dan konsumsi kabel komunikasi dan konektor akan berkurang, yang mengurangi biaya pembuatan kendaraan dan BMS sampai batas tertentu. Ruang yang ditempati oleh sistem.
Ketidakcukupan, karena BMS nirkabel menggunakan komunikasi nirkabel, yang berbeda dari komunikasi loop tertutup internal BMS kabel, jika faktor keamanan komunikasi nirkabel tidak tinggi, mungkin ada situasi di mana informasi data yang dikirimkan dicegat.
Meskipun jumlah kendaraan listrik meningkat dari hari ke hari, konsumen masih memiliki kekhawatiran tentang keamanan dan daya jelajah kendaraan listrik. Untuk menghilangkan kekhawatiran konsumen, TI dan ADI telah berturut-turut memperkenalkan solusi BMS nirkabel.
Solusi sistem BMS nirkabel TI
Guna meningkatkan daya tahan kendaraan listrik, TI merilis solusi BMS nirkabel di awal tahun ini. Solusinya menggunakan monitor baterai MCU nirkabel CC2662R-Q1 dan monitor baterai BQ79616-Q1 untuk mendeteksi daya baterai, suhu, arus, dan tegangan. , Dan mengkomunikasikan data dengan chip kontrol utama melalui transmisi nirkabel. Pelepasan program mengurangi peletakan jalur komunikasi dan meningkatkan keandalan dan efisiensi kendaraan listrik. Ini adalah BMS nirkabel pertama yang lulus verifikasi ASIL-D.
Sumber gambar: TI
SimpleLinkCC2662R-Q1 adalah MCU nirkabel yang digunakan dalam sistem BMS otomotif. MCU menggunakan Cortex-M4F berdasarkan arsitektur ARM dengan frekuensi utama -48MHz. CC2662R-Q1 mengintegrasikan 352KB Flash yang dapat diprogram, 256KB ROM, dan 8KB SRAM. CC2662R-Q1 mendukung metode komunikasi nirkabel seperti WiFi 2.4 GHz, Bluetooth Low Energy, Zigbee, Sub-1 GHz, dan kompatibel dengan protokol BMS nirkabel milik TI, memungkinkan jaringan cepat. CC2662R-Q1 memiliki karakteristik konsumsi daya yang rendah. Arus dalam keadaan penerima adalah 6.9 mA, arus kerja adalah 7.3 mA dan 9.6 mA ketika kekuatan sinyal yang ditransmisikan adalah 0 dBm dan 5 dBm, dan arus siaga adalah 0.94 A ketika dalam keadaan siaga.
Menurut tampilan resmi TI, transmisi data melalui protokol komunikasi nirkabel milik TI memiliki karakteristik penundaan rendah, laju transmisi tinggi (troughput data 1.2Mbps), stabilitas tinggi, laju kehilangan paket data yang sangat rendah, dan PER (
BQ79616-Q1 adalah chip pemantauan baterai otomotif 16 saluran, terutama digunakan pada BMS tegangan tinggi, pemantauan waktu nyata baterai tegangan tinggi. Chip dapat menyelesaikan siklus deteksi data baterai dalam 128μs. BQ79616-Q1 mengintegrasikan konverter digital-ke-analog dan filter low-pass untuk memfasilitasi pemantauan tegangan DC yang difilter, meningkatkan akurasi pemantauan tegangan, dan memfasilitasi MCU untuk menilai status pengisian baterai. Pada saat yang sama, BQ79616-Q1 juga memiliki fungsi pemantauan suhu baterai dan keseimbangan internal otomatis baterai. Jika data baterai abnormal terdeteksi pada satu titik, pekerjaan pengisian dan pengosongan baterai akan segera dihentikan untuk menghindari suhu baterai yang berlebihan dan bahaya kebakaran lainnya.
BQ79616-Q1 menggunakan rantai daisy dua arah terisolasi ganda dengan isolasi kapasitif dan isolasi transformator untuk menghubungkan baterai. Dalam hal antarmuka, chip ini memiliki 8 port GPIO dan antarmuka UART khusus. Baterai termal dari sirkuit eksternal dapat diukur melalui port GPIO, dan dapat berkomunikasi dengan pengontrol utama melalui antarmuka UART. BQ79616-Q1 memiliki fungsi bangun terbalik otomatis. Dalam kondisi kerja normal, MCU secara otomatis memasuki mode tidur. Ketika data abnormal terdeteksi, BQ79616-Q1 akan membangunkan MCU dalam arah sebaliknya. Fungsi ini terutama untuk memantau status baterai bahkan ketika mobil berhenti, dan mengurangi konsumsi daya sistem.
TI menggunakan MCU nirkabel CC2662R-Q1 untuk terhubung dengan beberapa monitor baterai BQ79616-Q1 untuk mewujudkan sistem BMS nirkabel.
Solusi sistem BMS nirkabel ADI
ADI telah meluncurkan solusi sistem BMS nirkabel kendaraan listrik sebelumnya, yang menggabungkan SmartMesh dengan monitor baterai LTC6811 untuk mewujudkan pemantauan status baterai dan transmisi data nirkabel. Solusi ini meningkatkan keandalan kendaraan listrik dan mengurangi kerumitan pemasangan kabel.
Sumber topologi BMS nirkabel SmartMesh+LTC6811: ADI
Dalam solusi BMS nirkabel ADI, tidak ada indikasi yang jelas tentang model spesifik MCU nirkabel SmartMesh. Monitor baterai menggunakan LTC6811.
LTC6811-1 adalah monitor paket baterai yang dapat melakukan deteksi tegangan presisi tinggi hingga 12 kelompok baterai secara seri, dengan kesalahan pengukuran kurang dari 1.2mV, dan hanya membutuhkan waktu 290μs untuk menyelesaikan deteksi baterai 12-sel. LTC6811-1 dapat menghubungkan beberapa baterai secara seri, sehingga chip dapat menyelesaikan pemantauan status baterai waktu nyata dalam rangkaian baterai tegangan tinggi. Chip ini juga memiliki antarmuka isoSPI, yang dapat mewujudkan komunikasi jarak jauh berkecepatan tinggi dengan perangkat. LTC6811 dapat menghubungkan 12 kelompok baterai melalui rantai daisy untuk mewujudkan fungsi komunikasi multi-saluran, memantau status baterai, dan melakukan penangguhan dan memulai operasi sesuai dengan status baterai saat ini. Chip menggunakan catu daya yang terisolasi.
ADI mengatakan bahwa melalui skema kombinasi ini, lebih dari 90% kabel dapat dihemat, dan lebih dari 10% volume baterai dapat dikurangi, yang memberikan fleksibilitas yang baik untuk tata letak dan pembongkaran baterai, dan masa pakai baterai. dan data baterai Akurasi pengukuran tidak akan terpengaruh.
Tautan: EL512256-H2-FRB HV056WX2-100