Kablo kısıtlamalarından arınmış kablosuz bir BMS sistemi

"Elektrikli araçların gelişimi hızlı bir şeride girdi. Ticaret Bakanlığı istatistiklerine göre bu yılın ilk üç çeyreğinde yeni enerji araçlarının işlem hacmi 2.157 milyon adet olurken, pazar penetrasyon oranı %12.4 oldu. Akıllı elektrikli araçların geliştirilmesi BMS sisteminde de yeni değişikliklerin habercisi oldu. Otomobil BMS sistemi, otomobil ile akü paketi arasındaki sıcaklıkla ilgili gerçek zamanlı verileri toplayabilen, analiz edebilen ve depolayabilen iletişim köprüsüdür. Voltaj pil takımının akımını ve akımını kontrol edin ve toplanan ve analiz edilen verileri harici ekipmanla değiştirin. , Pilin aşırı şarjını, aşırı deşarjını, yüksek sıcaklığını ve diğer sorunlarını önlemek, pilin performansını belirli bir dereceye kadar sağlamak ve pilin ömrünü uzatmak için.

"

Yazar: Li Cheng

Elektrikli araçların gelişimi hızlı bir şeride girdi. Ticaret Bakanlığı istatistiklerine göre bu yılın ilk üç çeyreğinde yeni enerji araçlarının işlem hacmi 2.157 milyon adet olurken, pazar penetrasyon oranı %12.4 oldu. Akıllı elektrikli araçların geliştirilmesi BMS sisteminde de yeni değişikliklerin habercisi oldu. Otomobil BMS sistemi, otomobil ile akü paketi arasındaki sıcaklıkla ilgili gerçek zamanlı verileri toplayabilen, analiz edebilen ve depolayabilen iletişim köprüsüdür. Voltaj pil takımının akımını ve akımını kontrol edin ve toplanan ve analiz edilen verileri harici ekipmanla değiştirin. , Pilin aşırı şarjını, aşırı deşarjını, yüksek sıcaklığını ve diğer sorunlarını önlemek, pilin performansını belirli bir dereceye kadar sağlamak ve pilin ömrünü uzatmak için.

Resim kaynağı: ADI

Kablosuz BMS sistemlerinin avantajları ve dezavantajları

Günümüzde otomobil BMS sistemleri iletişim yöntemlerine göre kablolu BMS sistemleri ve kablosuz BMS sistemleri olarak ikiye ayrılabilmektedir. Kablolu BMS sistemi, veri izleme ve iletimini gerçekleştirmek için pil paketini, yardımcı kontrol çipini ve ana kontrol çipini bağlamak için papatya zinciri biçiminde CAN veriyolu veya iosSPI veriyolunu kullanır; kablosuz BMS sistemi, pil paketlerini kablosuz ağ şeklinde bağlar, Yardımcı kontrol çipi ana kontrol çipine bağlanır ve pil paketinin durum izleme ve veri iletimi kablosuz iletişim yoluyla tamamlanır.

Esneklik. Kablosuz BMS sistemi, kablonun kelepçelerinden kurtulmak için bağlantı yöntemi olarak kablosuz ağı kullanır, bu da pil takımının esnek bir şekilde düzenlenmesine ve yerleştirilmesine olanak tanır ve gerçek ihtiyaçlara göre, gerçek zamanlı pil durumu algılama ekipmanı isteğe bağlı olarak eklenebilir veya silinebilir.

İstikrar. Kablolu BMS, kablo bağlantısı aracılığıyla iletişim kurar. Kablolar yüksek sıcaklıktaki araç iç mekanlarında uzun süre kullanıldığında genellikle hattın eskimesi sorunu ortaya çıkar. Bir sorun oluştuğunda çok sayıda kablo, tespit ve onarımı beraberinde getirecektir. Daha büyük zorluk. Kablosuz BMS'nin iletişim kablosunun eskimesi konusunda endişelenmesine gerek yoktur ve veri iletim hızı ve gecikmesi daha iyi garanti edilebilir, bu da pil takımının durumunu algılama yeteneğini geliştirir.

Düşük maliyetli. Kablosuz BMS ile kablolu BMS sistemi arasındaki en temel fark, iletişim kablolarının döşenmesini azaltması ve iletişim kabloları ve konnektörlerinin tüketiminin azalması, dolayısıyla araç üretim ve BMS maliyetlerinin de belirli ölçüde azalmasıdır. Sistemin kapladığı alan.

Yetersizlik, kablosuz BMS, kablolu BMS iç kapalı çevrim iletişiminden farklı olarak kablosuz iletişim kullandığından, kablosuz iletişimin güvenlik faktörü yüksek değilse, iletilen veri bilgilerinin ele geçirildiği durumlar ortaya çıkabilir.

Elektrikli araçların sayısı her geçen gün artmasına rağmen tüketicilerin hâlâ elektrikli araçların güvenliği ve seyir menzili konusunda endişeleri var. Tüketicilerin endişelerini ortadan kaldırmak için TI ve ADI, kablosuz BMS çözümlerini başarılı bir şekilde tanıttı.

TI kablosuz BMS sistemi çözümü

Elektrikli araçların dayanıklılığını artırmak amacıyla TI, bu yılın başında kablosuz bir BMS çözümünü piyasaya sürdü. Çözüm, pil gücünü, sıcaklığı, akımı ve voltajı algılamak için CC2662R-Q1 kablosuz MCU ve BQ79616-Q1 pil monitörünü kullanır. Ve verileri kablosuz iletim yoluyla ana kontrol çipiyle iletin. Programın piyasaya sürülmesi, iletişim hatlarının döşenmesini azaltıyor ve elektrikli araçların güvenilirliğini ve verimliliğini artırıyor. ASIL-D doğrulamasını geçen ilk kablosuz BMS'dir.

Resim kaynağı: TI

SimpleLinkCC2662R-Q1, otomotiv BMS sistemlerinde kullanılan kablosuz bir MCU'dur. MCU, -4MHz ana frekansına sahip ARM mimarisini temel alan Cortex-M48F'yi kullanıyor. CC2662R-Q1, 352 KB programlanabilir Flash, 256 KB ROM ve 8 KB SRAM'ı entegre eder. CC2662R-Q1, 2.4 GHz gibi kablosuz iletişim yöntemlerini destekler Kablosuz internet, Bluetooth Düşük Enerji, Zigbee, Sub-1 GHz ve TI'nin tescilli kablosuz BMS protokolüyle uyumlu olup hızlı ağ iletişimi sağlar. CC2662R-Q1, düşük güç tüketimi özelliklerine sahiptir. Alma durumundaki akım 6.9 mA, iletilen sinyal gücü 7.3 dBm ve 9.6 dBm olduğunda çalışma akımı 0 ​​mA ve 5 mA ve bekleme durumunda bekleme akımı 0.94 μA'dır.

TI'nin resmi gösterimine göre, TI'nin tescilli kablosuz iletişim protokolü aracılığıyla veri iletimi, düşük gecikme, yüksek iletim hızı (1.2Mbps veri çıkışı), yüksek kararlılık, son derece düşük veri paketi kayıp oranı ve PER (
BQ79616-Q1, esas olarak yüksek voltajlı BMS'de, yüksek voltajlı pillerin gerçek zamanlı izlenmesinde kullanılan 16 kanallı bir otomotiv akü izleme çipidir. Çip, pil veri algılama döngüsünü 128μs içinde tamamlayabiliyor. BQ79616-Q1, dijitalden analoğa bir entegredir Dönüştürücü ve filtrelenmiş DC voltajının izlenmesini kolaylaştırmak, voltaj izleme doğruluğunu artırmak ve MCU'nun pil şarj durumunu değerlendirmesini kolaylaştırmak için bir alçak geçiş filtresi. BQ79616-Q1 aynı zamanda pil sıcaklığı izleme ve pilin otomatik iç dengesi işlevlerine de sahiptir. Bir noktada anormal akü verileri tespit edilirse, aşırı akü sıcaklığının ve diğer yangın tehlikelerinin önlenmesi için akü şarj etme ve boşaltma işi derhal durdurulacaktır.

BQ79616-Q1, pilleri bağlamak için kapasitif izolasyon ve transformatör izolasyonuna sahip çift izolasyonlu, iki yönlü bir papatya zinciri kullanır. Arayüz açısından çipin 8 GPIO portu ve özel bir UART arayüzü var. Harici termal pil devre GPIO portu üzerinden ölçülebilir ve UART arayüzü üzerinden ana kontrolörle iletişim kurabilir. BQ79616-Q1'in otomatik ters uyandırma işlevi vardır. Normal çalışma koşullarında MCU otomatik olarak uyku moduna girer. Anormal bir veri tespit edildiğinde BQ79616-Q1, MCU'yu ters yönde uyandıracaktır. Bu işlevin amacı, araç durdurulduğunda bile akü durumunu izlemek ve sistemin güç tüketimini azaltmaktır.

TI, kablosuz bir BMS sistemi gerçekleştirmek amacıyla birden fazla BQ2662-Q1 pil monitörüne bağlanmak için bir CC79616R-Q1 kablosuz MCU kullanıyor.

ADI kablosuz BMS sistemi çözümü

ADI, akü durumu izleme ve kablosuz veri iletimini gerçekleştirmek için SmartMesh'i LTC6811 akü monitörüyle birleştiren bir elektrikli araç kablosuz BMS sistemi çözümünü daha önce piyasaya sürmüştü. Bu çözüm, elektrikli aracın güvenilirliğini artırır ve kablolamanın karmaşıklığını azaltır.

SmartMesh+LTC6811 kablosuz BMS topolojisi kaynağı: ADI

ADI'nin kablosuz BMS çözümünde, SmartMesh kablosuz MCU'nun spesifik modeline ilişkin net bir gösterge yoktur. Pil monitörü LTC6811'i kullanır.

LTC6811-1, 12 mV'den daha düşük bir ölçüm hatasıyla seri olarak 1.2 akü grubuna kadar yüksek hassasiyetli voltaj algılaması yapabilen bir akü paketi monitörüdür ve 290 hücreli pil tespitini tamamlamak yalnızca 12μs sürer. LTC6811-1, birden fazla pili seri olarak bağlayabilir, böylece çip, yüksek voltajlı pil dizilerinde gerçek zamanlı pil durumu izlemeyi tamamlayabilir. Çip ayrıca, cihazla yüksek hızlı uzaktan iletişim gerçekleştirebilen bir isoSPI arayüzüne de sahip. LTC6811, çok kanallı iletişim işlevini gerçekleştirmek, pil durumunu izlemek ve pilin mevcut durumuna göre askıya alma ve başlatma işlemlerini gerçekleştirmek için 12 grup pili papatya zinciri yoluyla bağlayabilir. Çip izole edilmiş bir güç kaynağı kullanıyor.

ADI, bu kombinasyon şeması sayesinde kabloların %90'ından fazlasının tasarruf edilebileceğini ve pil hacminin %10'undan fazlasının azaltılabileceğini, bunun da pil yerleşimi ve sökülmesi ile pil ömrü ve pil verileri için iyi bir esneklik sağladığını söyledi. doğruluk etkilenmeyecektir.