Развитие электромобилей вошло в полосу скоростного движения. Согласно статистике Министерства торговли, объем сделок с транспортными средствами на новых источниках энергии за первые три квартала этого года составил 2.157 миллиона, а уровень проникновения на рынок - 12.4%. Разработка интеллектуальных электромобилей также привела к новым изменениям в системе BMS. Автомобильная система BMS - это мост связи между автомобилем и аккумуляторной батареей, который может собирать, анализировать и хранить данные о температуре в реальном времени, напряжение и ток аккумуляторной батареи, а также обмен собранными и проанализированными данными с внешним оборудованием. , Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, чрезмерной разрядки, высокой температуры и других проблем, чтобы обеспечить определенную производительность аккумулятора и продлить срок его службы.
Автор: Ли Ченг
Развитие электромобилей вошло в полосу скоростного движения. Согласно статистике Министерства торговли, объем сделок с транспортными средствами на новых источниках энергии за первые три квартала этого года составил 2.157 миллиона, а уровень проникновения на рынок - 12.4%. Разработка интеллектуальных электромобилей также привела к новым изменениям в системе BMS. Автомобильная система BMS - это мост связи между автомобилем и аккумуляторной батареей, который может собирать, анализировать и хранить данные о температуре в реальном времени, напряжение и ток аккумуляторной батареи, а также обмен собранными и проанализированными данными с внешним оборудованием. , Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, чрезмерной разрядки, высокой температуры и других проблем, чтобы обеспечить определенную производительность аккумулятора и продлить срок его службы.
Источник изображения: ADI
Преимущества и недостатки беспроводных систем BMS
В настоящее время автомобильные BMS-системы можно разделить на проводные BMS-системы и беспроводные BMS-системы по способам связи. Проводная система BMS использует шину CAN или шину iosSPI в качестве формы гирляндной цепи для подключения аккумуляторной батареи, ведомой микросхемы управления и главной микросхемы управления для осуществления мониторинга и передачи данных; Беспроводная система BMS соединяет аккумуляторные блоки в форме беспроводной сети. Подчиненный управляющий чип соединен с основным управляющим чипом, а мониторинг состояния и передача данных аккумуляторного блока осуществляется посредством беспроводной связи.
Гибкость. Беспроводная система BMS использует беспроводную сеть в качестве метода подключения, чтобы избавиться от оков кабеля, что позволяет гибко размещать и размещать аккумуляторную батарею, а в соответствии с фактическими потребностями оборудование для определения состояния батареи в реальном времени может могут быть добавлены или удалены по желанию.
Стабильность. Проводная BMS обменивается данными через кабельное соединение. Когда кабели используются в жарких салонах автомобилей в течение длительного времени, обычно возникает проблема старения кабеля. При возникновении проблемы многочисленные кабели доставят обнаружение и ремонт. Большая сложность. Беспроводной BMS не нужно беспокоиться о старении коммуникационного кабеля, а скорость передачи данных и задержка могут быть лучше гарантированы, что улучшает способность воспринимать состояние аккумуляторной батареи.
Бюджетный. Наиболее существенное различие между беспроводной BMS и проводной BMS-системой заключается в том, что она сокращает прокладку кабелей связи, а также сокращается потребление кабелей и разъемов связи, что в определенной степени снижает стоимость производства транспортных средств и BMS. Пространство, занимаемое системой.
Недостаточность, поскольку беспроводная BMS использует беспроводную связь, которая отличается от внутренней связи с обратной связью проводной BMS, если коэффициент безопасности беспроводной связи не высок, могут возникнуть ситуации, в которых передаваемая информация данных будет перехвачена.
Хотя количество электромобилей растет день ото дня, потребители по-прежнему обеспокоены безопасностью и запасом хода электромобилей. Чтобы развеять опасения потребителей, TI и ADI последовательно представили беспроводные решения BMS.
Системное решение TI wireless BMS
Чтобы повысить долговечность электромобилей, в начале этого года TI выпустила решение беспроводной BMS. Решение использует беспроводной MCU CC2662R-Q1 и монитор батареи BQ79616-Q1 для определения заряда батареи, температуры, тока и напряжения. , И передать данные с основной микросхемы управления через беспроводную передачу. Релиз программы сокращает прокладку линий связи и повышает надежность и экономичность электромобилей. Это первая беспроводная BMS, прошедшая проверку ASIL-D.
Источник изображения: TI
SimpleLinkCC2662R-Q1 — это беспроводной микроконтроллер, используемый в автомобильных системах BMS. В микроконтроллере используется Cortex-M4F на базе архитектуры ARM с основной частотой -48 МГц. CC2662R-Q1 включает в себя 352 КБ программируемой флэш-памяти, 256 КБ ПЗУ и 8 КБ SRAM. CC2662R-Q1 поддерживает такие методы беспроводной связи, как 2.4 ГГц. Wi-Fi, Bluetooth Low Energy, Zigbee, Sub-1 ГГц и совместим с собственным протоколом беспроводной BMS компании TI, что обеспечивает быструю работу в сети. CC2662R-Q1 имеет характеристики низкого энергопотребления. Ток в состоянии приема составляет 6.9 мА, рабочий ток — 7.3 мА и 9.6 мА, когда уровень передаваемого сигнала составляет 0 дБм и 5 дБм, а ток в режиме ожидания — 0.94 мкА в режиме ожидания.
Согласно официальному дисплею TI, передача данных через собственный протокол беспроводной связи TI имеет характеристики низкой задержки, высокой скорости передачи (пропускная способность данных 1.2 Мбит / с), высокой стабильности, чрезвычайно низкой скорости потери пакетов данных и PER (
BQ79616-Q1 - это 16-канальный чип мониторинга автомобильных аккумуляторов, который в основном используется в высоковольтных BMS, мониторинг высоковольтных аккумуляторов в реальном времени. Чип может завершить цикл обнаружения данных батареи за 128 мкс. BQ79616-Q1 интегрирует цифро-аналоговый Преобразователь и фильтр нижних частот для облегчения контроля отфильтрованного постоянного напряжения, повышения точности контроля напряжения и облегчения MCU оценки состояния зарядки аккумулятора. В то же время BQ79616-Q1 также имеет функции контроля температуры батареи и автоматического внутреннего баланса батареи. Если в какой-то момент обнаруживаются ненормальные данные батареи, работа по зарядке и разрядке будет немедленно остановлена, чтобы избежать чрезмерной температуры батареи и других опасностей возгорания.
BQ79616-Q1 использует двухстороннюю гирляндную цепь с двойной изоляцией с емкостной изоляцией и изоляцией трансформатора для подключения батарей. Что касается интерфейса, микросхема имеет 8 портов GPIO и выделенный интерфейс UART. Тепловая батарея внешнего схема может быть измерен через порт GPIO, и он может связываться с главным контроллером через интерфейс UART. BQ79616-Q1 имеет функцию автоматического обратного пробуждения. В нормальных условиях работы MCU автоматически переходит в спящий режим. При обнаружении аномальных данных BQ79616-Q1 активизирует MCU в обратном направлении. Эта функция в основном предназначена для отслеживания состояния батареи, даже когда автомобиль остановлен, и для снижения энергопотребления системы.
TI использует беспроводной MCU CC2662R-Q1 для подключения к нескольким мониторам батарей BQ79616-Q1 для реализации беспроводной системы BMS.
Системное решение ADI wireless BMS
Ранее ADI запустила решение для беспроводной системы BMS для электромобилей, в котором SmartMesh сочетается с монитором батареи LTC6811 для мониторинга состояния батареи и беспроводной передачи данных. Это решение повышает надежность электромобиля и снижает сложность электромонтажа.
Источник топологии беспроводной BMS SmartMesh + LTC6811: ADI
В решении ADI для беспроводной BMS нет четкого указания конкретной модели беспроводного MCU SmartMesh. В мониторе батареи используется LTC6811.
LTC6811-1 - это монитор аккумуляторной батареи, который может выполнять высокоточное определение напряжения на 12 группах последовательно включенных аккумуляторов с погрешностью измерения менее 1.2 мВ, а для обнаружения 290-элементной батареи требуется всего 12 мкс. LTC6811-1 может подключать несколько аккумуляторов последовательно, поэтому микросхема может выполнять мониторинг состояния аккумуляторов в режиме реального времени в цепях высоковольтных аккумуляторов. Чип также имеет интерфейс isoSPI, который может осуществлять высокоскоростную удаленную связь с устройством. LTC6811 может подключать 12 групп аккумуляторов через гирляндную цепочку для реализации функции многоканальной связи, мониторинга состояния аккумулятора и выполнения операций приостановки и запуска в соответствии с текущим состоянием аккумулятора. В чипе используется изолированный источник питания.
ADI сообщила, что с помощью этой комбинированной схемы можно сэкономить более 90% кабелей и уменьшить объем батареи более чем на 10%, что обеспечивает хорошую гибкость при компоновке и разборке батареи, а также сроке службы батареи и данных батареи. точность не пострадает.
Автор: Ли Ченг
Развитие электромобилей вошло в полосу скоростного движения. Согласно статистике Министерства торговли, объем сделок с транспортными средствами на новых источниках энергии за первые три квартала этого года составил 2.157 миллиона, а уровень проникновения на рынок - 12.4%. Разработка интеллектуальных электромобилей также привела к новым изменениям в системе BMS. Автомобильная система BMS - это мост связи между автомобилем и аккумуляторной батареей, который может собирать, анализировать и хранить в реальном времени данные о температуре, напряжении и токе аккумуляторной батареи, а также обмениваться собранными и проанализированными данными с внешним оборудованием. , Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, чрезмерной разрядки, высокой температуры и других проблем, чтобы обеспечить определенную производительность аккумулятора и продлить срок его службы.
Источник изображения: ADI
Преимущества и недостатки беспроводных систем BMS
В настоящее время автомобильные BMS-системы можно разделить на проводные BMS-системы и беспроводные BMS-системы по способам связи. Проводная система BMS использует шину CAN или шину iosSPI в качестве формы гирляндной цепи для подключения аккумуляторной батареи, ведомой микросхемы управления и главной микросхемы управления для осуществления мониторинга и передачи данных; Беспроводная система BMS соединяет аккумуляторные блоки в форме беспроводной сети. Подчиненный управляющий чип соединен с основным управляющим чипом, а мониторинг состояния и передача данных аккумуляторного блока осуществляется посредством беспроводной связи.
Гибкость. Беспроводная система BMS использует беспроводную сеть в качестве метода подключения, чтобы избавиться от пут кабелей, что позволяет гибко размещать и размещать аккумуляторную батарею, а в соответствии с фактическими потребностями оборудование для определения состояния батареи в реальном времени может быть добавлены или удалены по желанию.
Стабильность. Проводная BMS обменивается данными через кабельное соединение. Когда кабели используются в жарких салонах автомобилей в течение длительного времени, обычно возникает проблема старения кабеля. При возникновении проблемы многочисленные кабели доставят обнаружение и ремонт. Большая сложность. Беспроводной BMS не нужно беспокоиться о старении коммуникационного кабеля, а скорость передачи данных и задержка могут быть лучше гарантированы, что улучшает способность воспринимать состояние аккумуляторной батареи.
Бюджетный. Наиболее существенное различие между беспроводной BMS и проводной BMS-системой заключается в том, что она сокращает прокладку кабелей связи, а также сокращается потребление кабелей и разъемов связи, что в определенной степени снижает стоимость производства транспортных средств и BMS. Пространство, занимаемое системой.
Недостаточность, поскольку беспроводная BMS использует беспроводную связь, которая отличается от внутренней связи с обратной связью проводной BMS, если коэффициент безопасности беспроводной связи не высок, могут возникнуть ситуации, в которых передаваемая информация данных будет перехвачена.
Хотя количество электромобилей растет день ото дня, потребители по-прежнему обеспокоены безопасностью и запасом хода электромобилей. Чтобы развеять опасения потребителей, TI и ADI последовательно представили беспроводные решения BMS.
Системное решение TI wireless BMS
Чтобы повысить долговечность электромобилей, в начале этого года TI выпустила решение беспроводной BMS. Решение использует беспроводной MCU CC2662R-Q1 и монитор батареи BQ79616-Q1 для определения заряда батареи, температуры, тока и напряжения. , И передать данные с основной микросхемы управления через беспроводную передачу. Релиз программы сокращает прокладку линий связи и повышает надежность и экономичность электромобилей. Это первая беспроводная BMS, прошедшая проверку ASIL-D.
Источник изображения: TI
SimpleLinkCC2662R-Q1 - это беспроводной микроконтроллер, используемый в автомобильных системах BMS. MCU использует Cortex-M4F на базе архитектуры ARM с основной частотой -48 МГц. CC2662R-Q1 объединяет 352 Кбайт программируемой флэш-памяти, 256 Кбайт ПЗУ и 8 Кбайт SRAM. CC2662R-Q1 поддерживает такие методы беспроводной связи, как Wi-Fi 2.4 ГГц, Bluetooth с низким энергопотреблением, Zigbee, частоту менее 1 ГГц, а также совместим с собственным протоколом беспроводной связи BMS TI, что обеспечивает быструю работу в сети. CC2662R-Q1 имеет характеристики низкого энергопотребления. Ток в состоянии приема составляет 6.9 мА, рабочий ток составляет 7.3 мА и 9.6 мА, когда уровень передаваемого сигнала составляет 0 дБмВт и 5 дБмВт, а ток в режиме ожидания составляет 0.94 мкА в состоянии ожидания.
Согласно официальному дисплею TI, передача данных через собственный протокол беспроводной связи TI имеет характеристики низкой задержки, высокой скорости передачи (пропускная способность данных 1.2 Мбит / с), высокой стабильности, чрезвычайно низкой скорости потери пакетов данных и PER (
BQ79616-Q1 - это 16-канальный чип мониторинга автомобильных аккумуляторов, который в основном используется в высоковольтных BMS, мониторинг высоковольтных аккумуляторов в реальном времени. Чип может завершить цикл обнаружения данных батареи за 128 мкс. BQ79616-Q1 объединяет цифро-аналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, чтобы облегчить мониторинг отфильтрованного напряжения постоянного тока, повысить точность мониторинга напряжения и облегчить MCU оценку состояния зарядки аккумулятора. В то же время BQ79616-Q1 также имеет функции контроля температуры батареи и автоматического внутреннего баланса батареи. Если в какой-то момент обнаруживаются ненормальные данные батареи, работа по зарядке и разрядке будет немедленно остановлена, чтобы избежать чрезмерной температуры батареи и других опасностей возгорания.
BQ79616-Q1 использует двухстороннюю гирляндную цепь с двойной изоляцией с емкостной изоляцией и изоляцией трансформатора для подключения батарей. Что касается интерфейса, микросхема имеет 8 портов GPIO и выделенный интерфейс UART. Тепловой аккумулятор внешней цепи можно измерить через порт GPIO, и он может взаимодействовать с главным контроллером через интерфейс UART. BQ79616-Q1 имеет функцию автоматического обратного пробуждения. В нормальных условиях работы MCU автоматически переходит в спящий режим. При обнаружении аномальных данных BQ79616-Q1 активизирует MCU в обратном направлении. Эта функция в основном предназначена для отслеживания состояния батареи, даже когда автомобиль остановлен, и для снижения энергопотребления системы.
TI использует беспроводной MCU CC2662R-Q1 для подключения к нескольким мониторам батарей BQ79616-Q1 для реализации беспроводной системы BMS.
Системное решение ADI wireless BMS
Ранее ADI запустила решение для беспроводной системы BMS для электромобилей, в котором SmartMesh сочетается с монитором батареи LTC6811 для мониторинга состояния батареи и беспроводной передачи данных. Это решение повышает надежность электромобиля и снижает сложность электромонтажа.
Источник топологии беспроводной BMS SmartMesh + LTC6811: ADI
В решении ADI для беспроводной BMS нет четкого указания конкретной модели беспроводного MCU SmartMesh. В мониторе батареи используется LTC6811.
LTC6811-1 - это монитор аккумуляторной батареи, который может выполнять высокоточное определение напряжения на 12 группах последовательно включенных аккумуляторов с погрешностью измерения менее 1.2 мВ, а для обнаружения 290-элементной батареи требуется всего 12 мкс. LTC6811-1 может подключать несколько аккумуляторов последовательно, поэтому микросхема может выполнять мониторинг состояния аккумуляторов в режиме реального времени в цепях высоковольтных аккумуляторов. Чип также имеет интерфейс isoSPI, который может осуществлять высокоскоростную удаленную связь с устройством. LTC6811 может подключать 12 групп аккумуляторов через гирляндную цепочку для реализации функции многоканальной связи, мониторинга состояния аккумулятора и выполнения операций приостановки и запуска в соответствии с текущим состоянием аккумулятора. В чипе используется изолированный источник питания.
В ADI заявили, что с помощью этой комбинированной схемы можно сэкономить более 90% кабелей и уменьшить объем аккумулятора более чем на 10%, что обеспечивает хорошую гибкость при компоновке и разборке аккумулятора, а также срок службы аккумулятора. и данные о батарее На точность измерения это не повлияет.
Ссылки: EL512256-H2-FRB ХВ056WX2-100