"הפיתוח של כלי רכב חשמליים נכנס לנתיב המהיר. על פי נתונים סטטיסטיים של משרד המסחר, היקף העסקאות של רכבי אנרגיה חדשים בשלושת הרבעונים הראשונים של השנה עמד על 2.157 מיליון, עם שיעור חדירת שוק של 12.4%. הפיתוח של כלי רכב חשמליים חכמים הוביל גם שינויים חדשים למערכת BMS. מערכת ה-BMS לרכב היא גשר התקשורת בין הרכב למארז הסוללות, שיכול לאסוף, לנתח ולאחסן נתונים בזמן אמת על הטמפרטורה, מתח והזרם של ערכת הסוללות, ולהחליף את הנתונים שנאספו ונותחו עם ציוד חיצוני. , כדי למנוע טעינת יתר של הסוללה, פריקת יתר, טמפרטורה גבוהה ובעיות אחרות, כדי להבטיח את ביצועי הסוללה במידה מסוימת, ולהאריך את חיי הסוללה.
"
מחבר: לי צ'נג
הפיתוח של כלי רכב חשמליים נכנס לנתיב המהיר. על פי נתונים סטטיסטיים של משרד המסחר, היקף העסקאות של רכבי אנרגיה חדשים בשלושת הרבעונים הראשונים של השנה עמד על 2.157 מיליון, עם שיעור חדירת שוק של 12.4%. הפיתוח של כלי רכב חשמליים חכמים הוביל גם שינויים חדשים למערכת BMS. מערכת ה-BMS לרכב היא גשר התקשורת בין הרכב למארז הסוללות, שיכול לאסוף, לנתח ולאחסן נתונים בזמן אמת על הטמפרטורה, מתח והזרם של ערכת הסוללות, ולהחליף את הנתונים שנאספו ונותחו עם ציוד חיצוני. , כדי למנוע טעינת יתר של הסוללה, פריקת יתר, טמפרטורה גבוהה ובעיות אחרות, כדי להבטיח את ביצועי הסוללה במידה מסוימת, ולהאריך את חיי הסוללה.
מקור תמונה: ADI
היתרונות והחסרונות של מערכות BMS אלחוטיות
כיום ניתן לחלק מערכות BMS לרכב למערכות BMS קוויות ומערכות BMS אלחוטיות לפי שיטות תקשורת. מערכת BMS קווית משתמשת באפיק CAN או iosSPI כצורת שרשרת דייזי לחיבור ערכת סוללות, שבב בקרת עבדים ושבב בקרה ראשי כדי לממש ניטור ושידור נתונים; מערכת BMS אלחוטית מחברת ערכות סוללות בצורה של רשת אלחוטית, שבב בקרת העבדים מחובר לשבב הבקרה הראשי, וניטור המצב והעברת הנתונים של ערכת הסוללות מסתיימים באמצעות תקשורת אלחוטית.
גְמִישׁוּת. מערכת ה-BMS האלחוטית משתמשת ברשת האלחוטית כשיטת החיבור להיפטר מכבלי הכבל, מה שמאפשר סידור ומיקום גמיש של ערכת הסוללות, ובהתאם לצרכים בפועל, הציוד לזיהוי מצב הסוללה בזמן אמת יכול להוסיף או למחוק כרצונך.
יַצִיבוּת. BMS קווי מתקשר באמצעות חיבור כבל. כאשר משתמשים בכבלים בפנים המכוניות בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב, הבעיה של הזדקנות הקו מתרחשת בדרך כלל. ברגע שמתרחשת בעיה, כבלים רבים יביאו לזיהוי ותיקון. קושי גדול יותר. ה-BMS האלחוטי לא צריך לדאוג להזדקנות כבל התקשורת, וניתן להבטיח טוב יותר את קצב העברת הנתונים והעיכוב, מה שמשפר את היכולת לתפוס את מצב ערכת הסוללות.
זול. ההבדל המהותי ביותר בין BMS אלחוטי למערכת BMS קווית הוא שהיא מפחיתה את הנחת כבלי תקשורת, ותפחת צריכת כבלי תקשורת ומחברים, מה שמוזיל את עלות ייצור הרכב ו-BMS במידה מסוימת. השטח שתופסת המערכת.
אי ספיקה, מכיוון ש-BMS אלחוטי משתמש בתקשורת אלחוטית, השונה מתקשורת BMS פנימית בלולאה סגורה, אם מקדם הבטיחות של תקשורת אלחוטית אינו גבוה, ייתכנו מצבים שבהם מידע הנתונים המועבר ייירט.
למרות שמספר כלי הרכב החשמליים גדל מיום ליום, לצרכנים עדיין יש חששות לגבי הבטיחות וטווח השיוט של כלי רכב חשמליים. על מנת להפיג את החששות של הצרכנים, TI ו-ADI הציגו ברציפות פתרונות BMS אלחוטיים.
פתרון מערכת BMS אלחוטית TI
על מנת לשפר את הסיבולת של כלי רכב חשמליים, TI פרסמה בתחילת השנה פתרון BMS אלחוטי. הפתרון משתמש ב-CC2662R-Q1 MCU אלחוטי ובצג סוללה BQ79616-Q1 כדי לזהות את הספק הסוללה, הטמפרטורה, הזרם והמתח. , ותקשר את הנתונים עם שבב הבקרה הראשי באמצעות שידור אלחוטי. שחרור התוכנית מפחית את הנחת קווי תקשורת ומשפר את האמינות והיעילות של כלי רכב חשמליים. זהו ה-BMS האלחוטי הראשון שעובר את אימות ASIL-D.
מקור תמונה: TI
SimpleLinkCC2662R-Q1 הוא MCU אלחוטי המשמש במערכות BMS לרכב. ה-MCU משתמש ב-Cortex-M4F המבוסס על ארכיטקטורת ARM עם תדר ראשי של -48MHz. CC2662R-Q1 משלב 352KB של Flash שניתן לתכנות, 256KB של ROM ו-8KB של SRAM. CC2662R-Q1 תומך בשיטות תקשורת אלחוטיות כגון 2.4 GHz וויי - פיי, Bluetooth Low Energy, Zigbee, Sub-1 GHz, והוא תואם לפרוטוקול BMS האלחוטי הקנייני של TI, המאפשר רשת מהירה. ל-CC2662R-Q1 יש את המאפיינים של צריכת חשמל נמוכה. הזרם במצב הקליטה הוא 6.9 mA, זרם העבודה הוא 7.3 mA ו-9.6 mA כאשר עוצמת האות המשודרת היא 0 dBm ו- 5 dBm, וזרם ההמתנה הוא 0.94 μA במצב המתנה.
על פי התצוגה הרשמית של TI, להעברת נתונים באמצעות פרוטוקול התקשורת האלחוטית הקניינית של TI יש מאפיינים של השהיה נמוכה, קצב שידור גבוה (תפוקת נתונים של 1.2Mbps), יציבות גבוהה, קצב אובדן מנות נתונים נמוך במיוחד ו-PER (
BQ79616-Q1 הוא שבב ניטור סוללות רכב בעל 16 ערוצים, המשמש בעיקר ב-BMS במתח גבוה, ניטור בזמן אמת של סוללות במתח גבוה. השבב יכול להשלים מחזור של זיהוי נתוני סוללה בתוך 128μs. ה-BQ79616-Q1 משלב דיגיטלי לאנלוגי מֵמִיר ומסנן מעבר נמוך כדי להקל על הניטור של מתח DC המסונן, לשפר את דיוק ניטור המתח ולהקל על ה-MCU לשפוט את מצב טעינת הסוללה. במקביל, ל-BQ79616-Q1 יש גם את הפונקציות של ניטור טמפרטורת הסוללה ואיזון פנימי אוטומטי של הסוללה. אם נתוני סוללה חריגים מזוהים בשלב מסוים, עבודת הטעינה והפריקה של הסוללה תופסק מיד כדי למנוע טמפרטורת סוללה מופרזת ומסכנות אש אחרות.
BQ79616-Q1 משתמש בשרשרת דייזי דו-כיוונית מבודדת כפולה עם בידוד קיבולי ובידוד שנאי כדי לחבר את הסוללות. מבחינת ממשק, לשבב יש 8 יציאות GPIO וממשק UART ייעודי. הסוללה התרמית של החיצוני מעגל ניתן למדוד דרך יציאת GPIO, והוא יכול לתקשר עם הבקר הראשי דרך ממשק UART. ל-BQ79616-Q1 יש פונקציית השכמה אוטומטית לאחור. בתנאי עבודה רגילים, ה-MCU נכנס אוטומטית למצב שינה. כאשר מתגלה נתונים חריגים, ה-BQ79616-Q1 יעיר את ה-MCU בכיוון ההפוך. פונקציה זו היא בעיקר לנטר את מצב הסוללה גם כאשר המכונית עוצרת, ולהפחית את צריכת החשמל של המערכת.
TI משתמשת ב-MCU אלחוטי CC2662R-Q1 כדי להתחבר עם מספר צגי סוללה BQ79616-Q1 כדי לממש מערכת BMS אלחוטית.
פתרון מערכת BMS אלחוטית של ADI
ADI השיקה מוקדם יותר פתרון מערכת BMS אלחוטית לרכב חשמלי, המשלב את SmartMesh עם צג הסוללה LTC6811 כדי לממש ניטור מצב הסוללה והעברת נתונים אלחוטית. פתרון זה משפר את האמינות של רכב חשמלי ומפחית את מורכבות החיווט.
SmartMesh+LTC6811 BMS אלחוטי מקור טופולוגיה: ADI
בפתרון ה-BMS האלחוטי של ADI, אין אינדיקציה ברורה לדגם הספציפי של ה-MCU האלחוטי SmartMesh. צג הסוללה משתמש ב-LTC6811.
ה-LTC6811-1 הוא מוניטור ערכת סוללות שיכול לבצע זיהוי מתח ברמת דיוק גבוהה על עד 12 קבוצות של סוללות בסדרה, עם שגיאת מדידה של פחות מ-1.2mV, וזה לוקח רק 290μs כדי להשלים את זיהוי הסוללות של 12 תאים. LTC6811-1 יכול לחבר מספר סוללות בסדרה, כך שהשבב יכול להשלים ניטור מצב הסוללה בזמן אמת במיתרי סוללה במתח גבוה. לשבב יש גם ממשק isoSPI, שיכול לממש תקשורת מרחוק במהירות גבוהה עם המכשיר. LTC6811 יכול לחבר 12 קבוצות של סוללות דרך שרשרת דייזי כדי לממש את הפונקציה של תקשורת רב-ערוצית, לנטר את מצב הסוללה ולבצע פעולות השעיה והתנעות בהתאם למצב הנוכחי של הסוללה. השבב משתמש בספק כוח מבודד.
ADI אמר כי באמצעות ערכת שילוב זו, ניתן לחסוך יותר מ-90% מהכבלים, וניתן להפחית יותר מ-10% מנפח הסוללה, מה שמספק גמישות טובה לפריסה ופירוק הסוללה, ואת חיי הסוללה ונתוני הסוללה. הדיוק לא יושפע.
מחבר: לי צ'נג
הפיתוח של כלי רכב חשמליים נכנס לנתיב המהיר. על פי נתונים סטטיסטיים של משרד המסחר, היקף העסקאות של רכבי אנרגיה חדשים בשלושת הרבעונים הראשונים של השנה עמד על 2.157 מיליון, עם שיעור חדירת שוק של 12.4%. הפיתוח של כלי רכב חשמליים חכמים הוביל גם שינויים חדשים למערכת BMS. מערכת ה-BMS לרכב היא גשר התקשורת בין המכונית לחבילת הסוללות, שיכולה לאסוף, לנתח ולאחסן נתונים בזמן אמת על הטמפרטורה, המתח והזרם של ערכת הסוללות, ולהחליף את הנתונים שנאספו ונותחו עם ציוד חיצוני. , כדי למנוע טעינת יתר של הסוללה, פריקת יתר, טמפרטורה גבוהה ובעיות אחרות, כדי להבטיח את ביצועי הסוללה במידה מסוימת, ולהאריך את חיי הסוללה.
מקור תמונה: ADI
היתרונות והחסרונות של מערכות BMS אלחוטיות
כיום ניתן לחלק מערכות BMS לרכב למערכות BMS קוויות ומערכות BMS אלחוטיות לפי שיטות תקשורת. מערכת BMS קווית משתמשת באפיק CAN או iosSPI כצורת שרשרת דייזי לחיבור ערכת סוללות, שבב בקרת עבדים ושבב בקרה ראשי כדי לממש ניטור ושידור נתונים; מערכת BMS אלחוטית מחברת ערכות סוללות בצורה של רשת אלחוטית, שבב בקרת העבדים מחובר לשבב הבקרה הראשי, וניטור המצב והעברת הנתונים של ערכת הסוללות מסתיימים באמצעות תקשורת אלחוטית.
גְמִישׁוּת. מערכת ה-BMS האלחוטית משתמשת ברשת האלחוטית כשיטת החיבור להיפטר מכבלי הכבלים, מה שמאפשר סידור ומיקום גמישות של ערכת הסוללות, ובהתאם לצרכים בפועל, ניתן לבצע את הציוד לזיהוי מצב הסוללה בזמן אמת. הוסיף או נמחק כרצונך.
יַצִיבוּת. BMS קווי מתקשר באמצעות חיבור כבל. כאשר משתמשים בכבלים בפנים המכוניות בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב, הבעיה של הזדקנות הקו מתרחשת בדרך כלל. ברגע שמתרחשת בעיה, כבלים רבים יביאו לזיהוי ותיקון. קושי גדול יותר. ה-BMS האלחוטי לא צריך לדאוג להזדקנות כבל התקשורת, וניתן להבטיח טוב יותר את קצב העברת הנתונים והעיכוב, מה שמשפר את היכולת לתפוס את מצב ערכת הסוללות.
זול. ההבדל המהותי ביותר בין BMS אלחוטי למערכת BMS קווית הוא שהיא מפחיתה את הנחת כבלי תקשורת, ותפחת צריכת כבלי תקשורת ומחברים, מה שמוזיל את עלות ייצור הרכב ו-BMS במידה מסוימת. השטח שתופסת המערכת.
אי ספיקה, מכיוון ש-BMS אלחוטי משתמש בתקשורת אלחוטית, השונה מתקשורת BMS פנימית בלולאה סגורה, אם מקדם הבטיחות של תקשורת אלחוטית אינו גבוה, ייתכנו מצבים שבהם מידע הנתונים המועבר ייירט.
למרות שמספר כלי הרכב החשמליים גדל מיום ליום, לצרכנים עדיין יש חששות לגבי הבטיחות וטווח השיוט של כלי רכב חשמליים. על מנת להפיג את החששות של הצרכנים, TI ו-ADI הציגו ברציפות פתרונות BMS אלחוטיים.
פתרון מערכת BMS אלחוטית TI
על מנת לשפר את הסיבולת של כלי רכב חשמליים, TI פרסמה בתחילת השנה פתרון BMS אלחוטי. הפתרון משתמש ב-CC2662R-Q1 MCU אלחוטי ובצג סוללה BQ79616-Q1 כדי לזהות את הספק הסוללה, הטמפרטורה, הזרם והמתח. , ותקשר את הנתונים עם שבב הבקרה הראשי באמצעות שידור אלחוטי. שחרור התוכנית מפחית את הנחת קווי תקשורת ומשפר את האמינות והיעילות של כלי רכב חשמליים. זהו ה-BMS האלחוטי הראשון שעובר את אימות ASIL-D.
מקור תמונה: TI
SimpleLinkCC2662R-Q1 הוא MCU אלחוטי המשמש במערכות BMS לרכב. ה-MCU משתמש ב-Cortex-M4F המבוסס על ארכיטקטורת ARM עם תדר ראשי של -48MHz. CC2662R-Q1 משלב 352KB של Flash שניתן לתכנות, 256KB של ROM ו-8KB של SRAM. CC2662R-Q1 תומך בשיטות תקשורת אלחוטיות כגון 2.4 GHz WiFi, Bluetooth Low Energy, Zigbee, Sub-1 GHz, והוא תואם לפרוטוקול BMS האלחוטי הקנייני של TI, המאפשר חיבור מהיר ברשת. ל-CC2662R-Q1 יש את המאפיינים של צריכת חשמל נמוכה. הזרם במצב הקליטה הוא 6.9 mA, זרם העבודה הוא 7.3 mA ו-9.6 mA כאשר עוצמת האות המשודרת היא 0 dBm ו- 5 dBm, וזרם ההמתנה הוא 0.94 μA במצב המתנה.
על פי התצוגה הרשמית של TI, להעברת נתונים באמצעות פרוטוקול התקשורת האלחוטית הקניינית של TI יש מאפיינים של השהיה נמוכה, קצב שידור גבוה (תפוקת נתונים של 1.2Mbps), יציבות גבוהה, קצב אובדן מנות נתונים נמוך במיוחד ו-PER (
BQ79616-Q1 הוא שבב ניטור סוללות רכב בעל 16 ערוצים, המשמש בעיקר ב-BMS במתח גבוה, ניטור בזמן אמת של סוללות במתח גבוה. השבב יכול להשלים מחזור של זיהוי נתוני סוללה בתוך 128μs. ה-BQ79616-Q1 משלב ממיר דיגיטלי לאנלוגי ומסנן מעבר נמוך כדי להקל על הניטור של מתח ה-DC המסונן, לשפר את דיוק ניטור המתח ולהקל על ה-MCU לשפוט את מצב טעינת הסוללה. במקביל, ל-BQ79616-Q1 יש גם את הפונקציות של ניטור טמפרטורת הסוללה ואיזון פנימי אוטומטי של הסוללה. אם נתוני סוללה חריגים מזוהים בשלב מסוים, עבודת הטעינה והפריקה של הסוללה תופסק מיד כדי למנוע טמפרטורת סוללה מופרזת ומסכנות אש אחרות.
BQ79616-Q1 משתמש בשרשרת דייזי דו-כיוונית מבודדת כפולה עם בידוד קיבולי ובידוד שנאי כדי לחבר את הסוללות. מבחינת ממשק, לשבב יש 8 יציאות GPIO וממשק UART ייעודי. ניתן למדוד את הסוללה התרמית של המעגל החיצוני דרך יציאת GPIO, והיא יכולה לתקשר עם הבקר הראשי דרך ממשק UART. ל-BQ79616-Q1 יש פונקציית השכמה אוטומטית לאחור. בתנאי עבודה רגילים, ה-MCU נכנס אוטומטית למצב שינה. כאשר מתגלה נתונים חריגים, ה-BQ79616-Q1 יעיר את ה-MCU בכיוון ההפוך. פונקציה זו היא בעיקר לנטר את מצב הסוללה גם כאשר המכונית עוצרת, ולהפחית את צריכת החשמל של המערכת.
TI משתמשת ב-MCU אלחוטי CC2662R-Q1 כדי להתחבר עם מספר צגי סוללה BQ79616-Q1 כדי לממש מערכת BMS אלחוטית.
פתרון מערכת BMS אלחוטית של ADI
ADI השיקה מוקדם יותר פתרון מערכת BMS אלחוטית לרכב חשמלי, המשלב את SmartMesh עם צג הסוללה LTC6811 כדי לממש ניטור מצב הסוללה והעברת נתונים אלחוטית. פתרון זה משפר את האמינות של רכב חשמלי ומפחית את מורכבות החיווט.
SmartMesh+LTC6811 BMS אלחוטי מקור טופולוגיה: ADI
בפתרון ה-BMS האלחוטי של ADI, אין אינדיקציה ברורה לדגם הספציפי של ה-MCU האלחוטי SmartMesh. צג הסוללה משתמש ב-LTC6811.
ה-LTC6811-1 הוא מוניטור ערכת סוללות שיכול לבצע זיהוי מתח ברמת דיוק גבוהה על עד 12 קבוצות של סוללות בסדרה, עם שגיאת מדידה של פחות מ-1.2mV, וזה לוקח רק 290μs כדי להשלים את זיהוי הסוללות של 12 תאים. LTC6811-1 יכול לחבר מספר סוללות בסדרה, כך שהשבב יכול להשלים ניטור מצב הסוללה בזמן אמת במיתרי סוללה במתח גבוה. לשבב יש גם ממשק isoSPI, שיכול לממש תקשורת מרחוק במהירות גבוהה עם המכשיר. LTC6811 יכול לחבר 12 קבוצות של סוללות דרך שרשרת דייזי כדי לממש את הפונקציה של תקשורת רב-ערוצית, לנטר את מצב הסוללה ולבצע פעולות השעיה והתנעות בהתאם למצב הנוכחי של הסוללה. השבב משתמש בספק כוח מבודד.
ADI אמר כי באמצעות ערכת שילוב זו, ניתן לחסוך יותר מ-90% מהכבלים, ולצמצם יותר מ-10% מנפח הסוללה, מה שמספק גמישות טובה לפריסה ופירוק הסוללה ולאורך חיי הסוללה. ונתוני הסוללה דיוק המדידה לא יושפע.
הקישורים: EL512256-H2-FRB HV056WX2-100