更多的单元格,更多范围:TI的无线电池管理系统释放EV空间,用于更多设计创新
2021年1月7日经过杰克·赫兹(Jake Hertz)我们与德州仪器进行了交谈,以了解有关这项新技术的更多信息,他们认为这可以动摇电动汽车行业。
您不必是一名电气工程师就可以知道,以电动汽车采用(EV)采用的最大挑战之一是汽车的有限范围。因此,EV制造商会尽一切可能适合汽车内的尽可能多的电池电池,因为更多的电池意味着更多的范围。
但是,这项技术可能会带来一些显着的挫折 - STESBACKS TEXAS Instruments希望与公司所说的内容解决”。该行业表现最佳的无线电池管理解决方案。“
关于电路的所有内容都与TI代表进行了交谈,以了解有关设计有线电池监控系统(BMS)的设计障碍以及公司的无线BMS以及其他类似的障碍应该有所帮助。
有线电池监控系统的缺点
从系统的角度来看,合并如此多的单元格的挑战是,必须不断监测每个单元,以在检测异常时优化健康和性能。
电动汽车有线BMS的图。图像用德克萨斯乐器提供
常规的电池管理系统(BMS)使每个节点都在物理上连接到显示器。归根结底,标准电动汽车电池具有100多个电池。对于这样的系统,使用有线BMS需要安装几英尺的电缆。
然而,这是今天大多数BMS实施的方式。除了这些电线附带的额外重量外,电线还占据了机箱中的重要空间,该空间可用于其他技术,甚至更多的电池电池。
目前,许多电动汽车都包括一磅的电线,这些电线可能会损害安全性,ho积空间并阻碍车辆效率。图像用德克萨斯乐器提供
此外,最重要的是,电缆和随后的连接器通常是电气系统中故障的主要来源。这意味着具有数百个节点的有线BMS变得更容易受到失败的影响。
解决方案:无线去
相反,解决方案像德州仪器(Texas Instruments)这样的一些制造商正在转向无线BMS。
在无线BMS中,无线接口用于将数据从电池节点监视器传输到主机MCU。显然,这里的好处是消除了对笨拙且容易犯错的电缆的需求。理论上,卸下电线会减轻重量和足迹,同时提高可靠性。
TI汽车系统动力总成总经理Karl-Heinz Steinmetz描述了无线BMS的好处,包括“降低设计的复杂性”。他解释说:“这意味着[意味着]材料单,接线线束,连接器,变压器,电容器,我们不再需要使用。相反,我们正在使用一个IC。”
顶图描绘了有线BMS,而底部则说明了无线BMS的简单性。图像(修改)用过德州仪器
但是,无线BMS肯定存在合法的工程问题。为了使这些解决方案有效,它们必须实时准确监控。这意味着他们在传输和接收无线数据的同时捕获了准确的测量,其吞吐量极高和错误率。在像汽车底盘这样的炎热,嘈杂的环境中运行时,这些多个任务变得更加困难。
此外,系统需要是低功率,因为大大排出电池不是可行的选择。
Texas Instruments旨在实时无线BMS
如今,德州仪器推出了自己的无线BMS(包括专有的无线协议),该协议似乎解决了许多连接挑战。新解决方案与两个新芯片结合了CC266C2R-Q1无线MCU和BQ79616-Q1电池监视器和平衡器。
无线BMS的图。图像用德克萨斯乐器提供
TI声称该解决方案达到±2 mV的精度,网络数据包误差小于10-7,网络可用性超过99.999%。其他规格包括1.2Mbps的最佳量吞吐量。这种高网络的可用性以及高吞吐量可确保数据的持续可用性,即可靠的实时电池监视。
TI的2.4 GHz业务线经理Ram Vedantham解释了如何实现这些结果,并解释说:“由于汽车底盘充当Faraday Cage,因此所有干扰器均已知道并包含在系统中。因此,通过仔细的设计,我们的协议是时间划分多路复用和跳跃的组合,我们正在尽可能最大程度地消除任何噪声。”
使汽车更聪明
该系统看起来很有希望,可以提高电动汽车的发展。虽然不是第一个可用的无线BMS,但Ti解决方案的规格使其成为更换有线BMS的重要选择。值得注意的是,TI的解决方案也是第一个获得ASIL-D合规性的解决方案,这是最严格的安全要求。
通过卸下电缆,无线BMS通常会专门降低体重,提高可靠性并降低BMS足迹。在底盘中有更多的空间,设计师可以轻松地结合更多的智能或添加更多的电池电池,这意味着EV的范围更多。