Een draadloos GBS-systeem zonder kabelbeperkingen

"De ontwikkeling van elektrische voertuigen is in een stroomversnelling geraakt. Volgens statistieken van het ministerie van Handel bedroeg het transactievolume van nieuwe energievoertuigen in de eerste drie kwartalen van dit jaar 2.157 miljoen, met een marktpenetratiegraad van 12.4%. De ontwikkeling van intelligente elektrische voertuigen heeft ook geleid tot nieuwe veranderingen voor het GBS-systeem. Het BMS-systeem voor auto's is de communicatiebrug tussen de auto en het batterijpakket, dat realtime gegevens over de temperatuur kan verzamelen, analyseren en opslaan, spanning en stroom van het batterijpakket, en wissel de verzamelde en geanalyseerde gegevens uit met externe apparatuur. , Om overladen, overladen, hoge temperaturen en andere problemen van de batterij te voorkomen, om de prestaties van de batterij tot op zekere hoogte te waarborgen en de levensduur van de batterij te verlengen.

"

Auteur: Li Cheng

De ontwikkeling van elektrische voertuigen is in een stroomversnelling geraakt. Volgens statistieken van het ministerie van Handel bedroeg het transactievolume van nieuwe energievoertuigen in de eerste drie kwartalen van dit jaar 2.157 miljoen, met een marktpenetratiegraad van 12.4%. De ontwikkeling van intelligente elektrische voertuigen heeft ook geleid tot nieuwe veranderingen voor het GBS-systeem. Het BMS-systeem voor auto's is de communicatiebrug tussen de auto en het batterijpakket, dat realtime gegevens over de temperatuur kan verzamelen, analyseren en opslaan, spanning en stroom van het batterijpakket, en wissel de verzamelde en geanalyseerde gegevens uit met externe apparatuur. , Om overladen, overladen, hoge temperaturen en andere problemen van de batterij te voorkomen, om de prestaties van de batterij tot op zekere hoogte te waarborgen en de levensduur van de batterij te verlengen.

Afbeeldingsbron: ADI

De voor- en nadelen van draadloze BMS-systemen

Momenteel kunnen GBS-systemen voor auto's worden onderverdeeld in bedrade GBS-systemen en draadloze GBS-systemen volgens communicatiemethoden. Bedraad BMS-systeem maakt gebruik van CAN-bus of iosSPI-bus als de vorm van een daisy chain om het batterijpakket, de slave-besturingschip en de master-besturingschip aan te sluiten om gegevensbewaking en -overdracht te realiseren; draadloos BMS-systeem verbindt batterijpakketten in de vorm van draadloze netwerken, de slave-besturingschip is verbonden met de hoofdbesturingschip en de statusbewaking en gegevensoverdracht van het batterijpakket worden voltooid via draadloze communicatie.

Flexibiliteit. Het draadloze BMS-systeem gebruikt het draadloze netwerk als verbindingsmethode om de beugels van de kabel kwijt te raken, waardoor het batterijpakket flexibel kan worden gerangschikt en geplaatst, en volgens de werkelijke behoeften kan de apparatuur voor realtime detectie van de batterijstatus naar believen worden toegevoegd of verwijderd.

Stabiliteit. Bedrade BMS communiceert via kabelverbinding. Wanneer kabels lange tijd worden gebruikt in auto-interieurs met hoge temperaturen, treedt meestal het probleem van lijnveroudering op. Zodra zich een probleem voordoet, zorgen talloze kabels voor detectie en reparatie. Grotere moeilijkheid. Het draadloze BMS hoeft zich geen zorgen te maken over de veroudering van de communicatiekabel en de datatransmissiesnelheid en vertraging kunnen beter worden gegarandeerd, wat het vermogen om de status van het batterijpakket waar te nemen verbetert.

Goedkoop. Het meest essentiële verschil tussen een draadloos GBS en een bekabeld GBS-systeem is dat er minder communicatiekabels hoeven te worden gelegd en dat het verbruik van communicatiekabels en -connectoren wordt verminderd, wat de kosten van voertuigproductie en GBS tot op zekere hoogte verlaagt. De ruimte die door het systeem wordt ingenomen.

Insufficiëntie, omdat draadloze BMS draadloze communicatie gebruikt, die verschilt van interne BMS-communicatie met gesloten lus, kunnen er situaties zijn waarin de verzonden gegevensinformatie wordt onderschept als de veiligheidsfactor van draadloze communicatie niet hoog is.

Hoewel het aantal elektrische voertuigen met de dag toeneemt, maken consumenten zich nog steeds zorgen over de veiligheid en het rijbereik van elektrische voertuigen. Om de zorgen van consumenten weg te nemen, hebben TI en ADI achtereenvolgens draadloze BMS-oplossingen geïntroduceerd.

TI draadloze BMS-systeemoplossing

Om het uithoudingsvermogen van elektrische voertuigen te verbeteren, heeft TI begin dit jaar een draadloze BMS-oplossing uitgebracht. De oplossing maakt gebruik van CC2662R-Q1 draadloze MCU en BQ79616-Q1 batterijmonitor om batterijvermogen, temperatuur, stroom en spanning te detecteren. , En communiceer de gegevens met de hoofdbesturingschip via draadloze transmissie. De release van het programma vermindert het leggen van communicatielijnen en verbetert de betrouwbaarheid en efficiëntie van elektrische voertuigen. Het is het eerste draadloze BMS dat de ASIL-D-verificatie doorstaat.

Afbeeldingsbron: TI

SimpleLinkCC2662R-Q1 is een draadloze MCU die wordt gebruikt in BMS-systemen voor auto's. De MCU maakt gebruik van Cortex-M4F gebaseerd op de ARM-architectuur met een hoofdfrequentie van -48MHz. CC2662R-Q1 integreert 352 KB programmeerbare Flash, 256 KB ROM en 8 KB SRAM. CC2662R-Q1 ondersteunt draadloze communicatiemethoden zoals 2.4 GHz WiFi, Bluetooth Low Energy, Zigbee, Sub-1 GHz, en is compatibel met TI's eigen draadloze BMS-protocol, waardoor snel netwerken mogelijk is. CC2662R-Q1 heeft de kenmerken van een laag stroomverbruik. De stroom in de ontvangststatus is 6.9 mA, de werkstroom is 7.3 mA en 9.6 mA wanneer de verzonden signaalsterkte 0 dBm en 5 dBm is, en de standby-stroom is 0.94 μA in de standby-status.

Volgens de officiële weergave van TI heeft datatransmissie via het eigen draadloze communicatieprotocol van TI de kenmerken van lage vertraging, hoge transmissiesnelheid (1.2 Mbps datadoorvoer), hoge stabiliteit, extreem lage datapakketverliessnelheid en PER (
BQ79616-Q1 is een 16-kanaals monitoringchip voor auto-accu's, voornamelijk gebruikt in hoogspannings-BMS, realtime monitoring van hoogspanningsbatterijen. De chip kan een cyclus van batterijgegevensdetectie binnen 128 μs voltooien. De BQ79616-Q1 integreert een digitaal-naar-analoog omvormer en een laagdoorlaatfilter om de bewaking van de gefilterde gelijkstroomspanning te vergemakkelijken, de nauwkeurigheid van de spanningsbewaking te verbeteren en de MCU te vergemakkelijken om de oplaadstatus van de batterij te beoordelen. Tegelijkertijd heeft de BQ79616-Q1 ook de functies van batterijtemperatuurbewaking en automatische interne balans van de batterij. Als op een bepaald moment abnormale batterijgegevens worden gedetecteerd, wordt het opladen en ontladen van de batterij onmiddellijk stopgezet om overmatige batterijtemperatuur en ander brandgevaar te voorkomen.

BQ79616-Q1 maakt gebruik van een dubbel geïsoleerde tweeweg daisy chain met capacitieve isolatie en transformatorisolatie om de batterijen aan te sluiten. Qua interface heeft de chip 8 GPIO-poorten en een speciale UART-interface. De thermische batterij van de externe circuit kan worden gemeten via de GPIO-poort en kan via de UART-interface communiceren met de hoofdcontroller. De BQ79616-Q1 beschikt over een automatische reverse wake-up-functie. Onder normale werkomstandigheden gaat de MCU automatisch naar de slaapmodus. Wanneer abnormale gegevens worden gedetecteerd, zal de BQ79616-Q1 de MCU in de omgekeerde richting wekken. Deze functie is voornamelijk bedoeld om de batterijstatus te controleren, zelfs als de auto stilstaat, en om het energieverbruik van het systeem te verminderen.

TI gebruikt een CC2662R-Q1 draadloze MCU om verbinding te maken met meerdere BQ79616-Q1 batterijmonitors om een ​​draadloos GBS-systeem te realiseren.

ADI draadloze BMS-systeemoplossing

ADI heeft eerder een draadloze BMS-systeemoplossing voor elektrische voertuigen gelanceerd, die SmartMesh combineert met de LTC6811-batterijmonitor om batterijstatusbewaking en draadloze gegevensoverdracht te realiseren. Deze oplossing verbetert de betrouwbaarheid van een elektrisch voertuig en vermindert de complexiteit van bedrading.

SmartMesh+LTC6811 draadloze BMS-topologie bron: ADI

In ADI's draadloze BMS-oplossing is er geen duidelijke indicatie van het specifieke model van de SmartMesh draadloze MCU. De batterijmonitor maakt gebruik van de LTC6811.

De LTC6811-1 is een batterijmonitor die uiterst nauwkeurige spanningsdetectie kan uitvoeren op maximaal 12 groepen batterijen in serie, met een meetfout van minder dan 1.2 mV, en het duurt slechts 290 μs om de detectie van 12 cellen te voltooien. LTC6811-1 kan meerdere batterijen in serie aansluiten, zodat de chip de realtime batterijstatusmonitoring in hoogspanningsbatterijreeksen kan voltooien. De chip heeft ook een isoSPI-interface, die snelle communicatie op afstand met het apparaat kan realiseren. De LTC6811 kan 12 groepen batterijen aansluiten via een serieschakeling om de functie van meerkanaalscommunicatie te realiseren, de batterijstatus te bewaken en stop- en startbewerkingen uit te voeren op basis van de huidige status van de batterij. De chip maakt gebruik van een geïsoleerde voeding.

ADI zei dat door dit combinatieschema meer dan 90% van de kabels kan worden bespaard en meer dan 10% van het batterijvolume kan worden verminderd, wat een goede flexibiliteit biedt voor de lay-out en demontage van de batterij, en de levensduur van de batterij en batterijgegevens. nauwkeurigheid zal niet worden aangetast.