當前位置: 主頁 > 新聞 >
 

德州儀器談:利用業界領先的網路可用性,大幅改善無線電池管理系統

本文作者:德州儀器       點擊: 2021-01-28 13:10
前言:
2019年電動車(EV)銷售創下200萬輛的佳績,而且報告顯示未來幾年的年銷售額可能會達到800萬美元,其中以中國居冠。

電池管理系統(BMS)是電動車的重要元件,其效率、壽命和性能極為重要。為了展現這些優勢,電池組中的每個電池都透過隔離的控制器區域網路匯流排、差分菊鏈通訊或其他專有解決方案監控和報告溫度、電壓及電流的資料。

圖1說明典型的BMS,其中包括微控制器(MCU)及其支援電路,低壓側和高壓側之間的隔離、電池、電池監控器模組和電流感測器。圖1中的M表示電動車的引擎。電池資訊、溫度和電壓透過有線介面傳輸回報,在圖中以電池模組之間的紅色和藍色雙絞線表示。
 
圖1:典型的有線BMS

設計製作出電池的連接以及有線解決方案中的隔離相當困難,而且所費不貲。萬一發生意外事件,電線也可能會斷裂,因此需要更換整個電池組。這些問題導致汽車製造商和BMS解決方案提供商尋求無線通訊解決方案。

無線解決方案的電池模組能將電池資訊直接傳送到BMS MCU,可以解決與有線通訊相關的挑戰。然而,採用無線解決方案需要與有線系統相當的性能,而其中一個關鍵性能指標是網路可用性。對於無線BMS,這稱為無線BMS可用性。

無線BMS連接的關鍵挑戰是2.4 GHz無線網路的可用性。網路必須隨時可用,駕駛才能即時啟動EV並管理電池,這需要TI專有無線通訊協定的可靠性和性能。每次按下按鈕,網路就會連接全部必要的元件,向行車中的駕駛傳送資訊。

無線BMS可用性是指無線連接裝置和無線主要節點的資料在任何特定時間的可用性。換句話說,無線BMS可用性是無線BMS網路收集資料或控制電池健康狀態監控裝置的平均時間百分比。圖2所示的無線BMS網路說明這個概念。

這個網路是由連接到電池組MCU的一個主要控制器和八個無線裝置組成。SimpleLink™ 2.4-GHz CC2662R-Q1無線MCU評估模組包括主要節點的無線部份和無線裝置。每個無線裝置都有搭配的電池監控器和平衡器如BQ79616-Q1。BQ79616-Q1可測量BMS中電池的電壓和溫度,並透過主要節點控制器向BMS MCU回報充電狀態和健康狀態資料。
 
圖2:連接八個無線裝置的無線BMS系統

如果封包傳輸錯誤,這表示裝置將無法在時間間隔內正確解釋來自任何無線節點或無線主要節點的資訊,則網路在這段時間間隔內無法使用。

由於缺少準確的資訊可能會導致電池故障並導致危險情況,因此必須準確迅速處理資料。因此,無線 BMS 的安全性和可靠性極為重要。

對於10個節點的網路,TI的無線BMS協定可達到10-7或更高的封包錯誤率。這表示,在52.222小時的無線BMS運作中,任何節點的資料在100毫秒內將無法使用,因此無線裝置正常運作時間達到99.9999% 以上。由於每個無線裝置完全獨立,因此可以推斷出無線BMS網路的可用性也達到99.999% 以上。

透過我們專有的無線通訊協定和CC2662R-Q1 MCU,我們的無線BMS解決方案能夠以達到99.999% 以上的絕佳可用性實現安全的資料通訊,而且能夠在條件嚴苛的電池外殼環境中使用無線BMS。這些環境可能相當有挑戰性,因為這些解決方案放置在狹小的空間內,在到達目的地之前,訊號從金屬板反彈而出時,會遭受極大的衰減和反射。

透過我們先進的無線通訊協定和業界最佳的網路可用性,我們的無線BMS解決方案展示電動車設計人員如何擺脫笨重、昂貴而且經常需要維護的電纜,並提高全球電動車的可靠性和效率。歡迎透過下載SimpleLink無線BMS軟體開發套件和購買SimpleLink無線BMS評估模組開始您的設計。

關於德州儀器(TI)
德州儀器(納斯達克股票代碼:TXN)為位居世界領導地位的全球半導體公司,致力於設計、製造、測試以及銷售類比和嵌入式半導體晶片,為工業、汽車、個人電子、通訊設備和企業系統等市場服務。打造更美好的世界是我們的願景,為此,我們以半導體技術為基礎,致力於創造更輕巧、更高效、更可靠及更具成本效益的產品解決方案,使半導體更加普及地被應用於各式電子產品中。推動半導體技術持續更上一層樓,是我們數十年來始終如一的信念。更多詳情,敬請瀏覽TI.com

 

電子郵件:look@compotechasia.com

聯繫電話:886-2-27201789       分機請撥:11