ケーブルの制約のないワイヤレスBMSシステム

「電気自動車の開発は急速に進んでいます。 商工省の統計によると、今年上半期の新エネルギー車の取引量は2.157億12.4万台で、市場浸透率はXNUMX％でした。 インテリジェントな電気自動車の開発も、BMSシステムに新たな変化をもたらしました。 自動車BMSシステムは、自動車とバッテリーパックの間の通信ブリッジであり、温度に関するリアルタイムデータを収集、分析、および保存できます。 電圧 とバッテリーパックの電流、および収集および分析されたデータを外部機器と交換します。 、バッテリーの過充電、過放電、高温などの問題を回避し、バッテリーの性能をある程度確保し、バッテリーの寿命を延ばします。

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著者：李成

電気自動車の開発は急速に進んでいます。 商工省の統計によると、今年上半期の新エネルギー車の取引量は2.157億12.4万台で、市場浸透率はXNUMX％でした。 インテリジェントな電気自動車の開発も、BMSシステムに新たな変化をもたらしました。 自動車BMSシステムは、自動車とバッテリーパックの間の通信ブリッジであり、温度に関するリアルタイムデータを収集、分析、および保存できます。 電圧 とバッテリーパックの電流、および収集および分析されたデータを外部機器と交換します。 、バッテリーの過充電、過放電、高温などの問題を回避し、バッテリーの性能をある程度確保し、バッテリーの寿命を延ばします。

画像ソース：ADI

ワイヤレスBMSシステムの長所と短所

現在、自動車のBMSシステムは、通信方法によって有線BMSシステムと無線BMSシステムに分けることができます。 有線BMSシステムは、CANバスまたはiosSPIバスをデイジーチェーンの形式として使用して、バッテリーパック、スレーブ制御チップ、およびマスター制御チップを接続し、データの監視と送信を実現します。 ワイヤレスBMSシステムは、バッテリーパックをワイヤレスネットワークの形で接続します。スレーブコントロールチップはメインコントロールチップに接続され、バッテリーパックのステータス監視とデータ送信はワイヤレス通信を介して完了します。

柔軟性。 ワイヤレスBMSシステムは、ケーブルの束縛を取り除くための接続方法としてワイヤレスネットワークを使用します。これにより、バッテリーパックを柔軟に配置および配置でき、実際のニーズに応じて、リアルタイムのバッテリーステータス検出用の機器を使用できます。自由に追加または削除できます。

安定。 有線BMSはケーブル接続を介して通信します。 高温の車内でケーブルを長期間使用すると、通常、ラインの経年劣化の問題が発生します。 問題が発生すると、多数のケーブルが検出と修復をもたらします。 より大きな難しさ。 ワイヤレスBMSは、通信ケーブルの経年劣化を心配する必要がなく、データ伝送速度と遅延をより適切に保証できるため、バッテリーパックの状態を認識する能力が向上します。

低価格。 無線BMSと有線BMSシステムの最も重要な違いは、通信ケーブルの敷設が減り、通信ケーブルとコネクタの消費量が減り、車両製造とBMSのコストがある程度削減されることです。 システムが占めるスペース。

無線BMSは有線BMS内部閉ループ通信とは異なる無線通信を使用しているため、無線通信の安全率が高くないと、送信データ情報が傍受される場合があります。

電気自動車の数は日々増加していますが、消費者は依然として電気自動車の安全性と航続距離に懸念を抱いています。 消費者の懸念を払拭するために、TIとADIはワイヤレスBMSソリューションを次々と導入してきました。

TIワイヤレスBMSシステムソリューション

電気自動車の耐久性を向上させるために、TIは今年の初めにワイヤレスBMSソリューションをリリースしました。 このソリューションは、CC2662R-Q1ワイヤレスMCUとBQ79616-Q1バッテリーモニターを使用して、バッテリーの電力、温度、電流、および電圧を検出します。 、および無線伝送を介してメインコントロールチップとデータを通信します。 このプログラムのリリースにより、通信回線の敷設が減り、電気自動車の信頼性と効率が向上します。 これは、ASIL-D検証に合格した最初のワイヤレスBMSです。

画像ソース：TI

SimpleLinkCC2662R-Q1 は、車載 BMS システムで使用されるワイヤレス MCU です。 MCU は、メイン周波数が -4MHz の ARM アーキテクチャに基づく Cortex-M48F を使用します。 CC2662R-Q1 には、352KB のプログラマブル フラッシュ、256KB の ROM、および 8KB の SRAM が統合されています。 CC2662R-Q1は2.4GHzなどの無線通信方式をサポート 無線LAN、Bluetooth Low Energy、Zigbee、Sub-1 GHz に対応しており、TI 独自のワイヤレス BMS プロトコルと互換性があり、高速ネットワーキングを可能にします。 CC2662R-Q1 は低消費電力が特徴です。受信状態の電流は6.9mA、送信信号強度が7.3dBmと9.6dBmのときの動作電流は0mAと5mA、スタンバイ状態のスタンバイ電流は0.94μAです。

TIの公式見解によると、TI独自の無線通信プロトコルによるデータ伝送は、遅延が少なく、伝送速度が高く（1.2Mbpsのデータスループット）、安定性が高く、データパケット損失率が非常に低く、PER（
BQ79616-Q1は、16チャネルの自動車用バッテリー監視チップであり、主に高電圧BMSで使用され、高電圧バッテリーのリアルタイム監視を行います。 チップは128μs以内にバッテリーデータ検出のサイクルを完了することができます。 BQ79616-Q1は、デジタル-アナログを統合します コンバータ フィルター処理されたDC電圧の監視を容易にし、電圧監視の精度を向上させ、MCUがバッテリーの充電状態を判断しやすくするローパスフィルター。 同時に、BQ79616-Q1は、バッテリー温度監視とバッテリーの自動内部バランス機能も備えています。 ある時点で異常なバッテリーデータが検出された場合、過度のバッテリー温度やその他の火災の危険を回避するために、バッテリーの充電および放電作業は直ちに停止されます。

BQ79616-Q1は、容量性絶縁と変圧器絶縁を備えた二重絶縁型双方向デイジーチェーンを使用してバッテリーを接続します。 インターフェイスに関しては、チップには8つのGPIOポートと専用のUARTインターフェイスがあります。 外部の熱電池 回路 GPIOポートを介して測定でき、UARTインターフェイスを介してメインコントローラーと通信できます。 BQ79616-Q1には自動リバースウェイクアップ機能があります。 通常の動作状態では、MCUは自動的にスリープモードに入ります。 異常なデータが検出されると、BQ79616-Q1はMCUを逆方向にウェイクアップします。 この機能は、主に車が停止しているときでもバッテリーの状態を監視し、システムの消費電力を削減することを目的としています。

TIは、CC2662R-Q1ワイヤレスMCUを使用して複数のBQ79616-Q1バッテリーモニターに接続し、ワイヤレスBMSシステムを実現します。

ADIワイヤレスBMSシステムソリューション

ADIは、SmartMeshとLTC6811バッテリーモニターを組み合わせてバッテリーステータスの監視とワイヤレスデータ送信を実現する電気自動車のワイヤレスBMSシステムソリューションを以前に発表しました。 このソリューションは、電気自動車の信頼性を向上させ、配線の複雑さを軽減します。

SmartMesh + LTC6811ワイヤレスBMSトポロジソース：ADI

ADIのワイヤレスBMSソリューションでは、SmartMeshワイヤレスMCUの特定のモデルを明確に示すものはありません。 バッテリモニタはLTC6811を使用しています。

LTC6811-1は、最大12グループのバッテリを直列に接続して、1.2mV未満の測定誤差で高精度の電圧検出を実行できるバッテリパックモニタであり、290セルバッテリ検出を完了するのにわずか12μsかかります。 LTC6811-1は複数のバッテリを直列に接続できるため、チップは高電圧バッテリストリングでのリアルタイムバッテリステータス監視を完了できます。 チップにはisoSPIインターフェースも搭載されており、デバイスとの高速リモート通信を実現できます。 LTC6811は、デイジーチェーンを介して12グループのバッテリを接続し、マルチチャネル通信の機能を実現し、バッテリの状態を監視し、バッテリの現在の状態に応じてサスペンドおよびスタート動作を実行できます。 チップは絶縁型電源を使用しています。

ADIによると、この組み合わせスキームにより、ケーブルの90％以上を節約でき、バッテリー容量の10％以上を削減できるため、バッテリーのレイアウトと分解、およびバッテリーの寿命とバッテリーのデータに優れた柔軟性がもたらされます。精度は影響を受けません。