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无线BMS如何“赋能”电动汽车?

作者:中国储能电站网 来源:高工电动车 时间:2020-02-12 浏览:

汽车电动和智能化的发展,让零部件环节也开始加快从机械系统向电子系统的转换。

以BMS领域为例,其主要作用是通过对电压、电流、温度的测量来了解汽车电池状态,目前BMS业内常用的通信方式包括CAN通信及菊花链通信,CAN通信技术成熟,稳定性强,但整体占用空间大,功耗高,成本高,而菊花链通信方式虽然成本低,但仍受到很多线束布局和可靠性的束缚。

而随着电动汽车对于轻量化、可靠性、智能化的提升,无线BMS就成为技术研发和应用的重要方向,也逐步从早期的研发阶段开始步入产业化。

2020年中国电动汽车百人会上,全球半导体公司ADI就对外公布了其在无线BMS领域的最新进展。

高工电动车现场获悉,与传统的BMS传输方式相比,无线通信BMS方式功耗低,可扩展性强,同时无线通信方式可减少包内线束,简化Pack结构,提升整包能量密度,主从板间无高压风险,相比CAN通信及菊花链通信具有独特的优势,也因此被认为是未来电池管理系统的发展方向。

ADI电池管理系统事业部总经理Herman Eiliya介绍,2017年,ADI收购了凌力尔特公司(Linear Technlogy),结合双方专长,优势互补,强化了在电池管理领域的技术优势,前瞻性地看到无线BMS的未来趋势和应用机会,在无线BMS领域不断投资。

ADI电池管理系统事业部总经理HermanEiliya

而作为全球最早涉足无线BMS领域的企业之一,高工锂电获悉,ADI在2018德国慕尼黑电子展展出了无线BMS概念车。电池组监视器及其 SmartMesh® 无线网格网络产品在 BMW i3 车型上进行了整合,取代了电池组和电池管理系统之间的传统有线连接。

在这款BMW i3概念车上,ADI使用的LTC6811 是一款面向混合动力 / 电动汽车的电芯采样芯片,能够对12个电芯通道电压和温度进行精度优于1.2 mV的高精度监控。与SmartMesh 无线网格网络系统的组合,可解决汽车配线线束和连接器所引起并长期存在的可靠性问题。

与此同时,ADI的LTC2949锂电池组高精度电荷能量计IC产品能够测量和监控电池组电压、电流、温度、功率、电荷、能量和绝缘等关键参数。结合电芯级别的锂电池监控IC产品组成全面的锂电池管理和安全监控方案。在提高了集成度的同时,优化了系统的可靠性和安全性。

Herman Eiliya坦言,电池是新能源汽车的重要组成部件,是新能源汽车的动力来源。实现对动力电池容量、寿命、安全、检测、回收等全生命周期监测与管理对促进新能源汽车推广使用至关重要。

而无线BMS技术由于可以大幅度提高电芯管理的可靠性、精度,提高PACK装配的效率,降低PACK的技术复杂性、整体成本,以及未来更好的智能管理方案。因此未来极具商业前景。具体而言体现在以下4个方面:

更可靠更简单:无论是CAN总线还是isoSPI总线,都采用菊花链方式将电池监控芯片串联起来,一旦某处连接出现问题,整个系统都有瘫痪风险,且线束修复困难。而无线通讯BMS可以减少接插件失效风险:单点的失效对整体的影响有限。并且对于在网络中新节点的添加和删除也比较灵活。

更智能:无线连接方案使得电池组位置摆放更加灵活,同时具备更好的可扩展性,可根据应用需求容易地增加温度、电流等更多的传感器,在恶劣环境中更是具备时间同步上的优势。

轻量化及成本降低:无线方案根据不同的车型使得每辆车能节省10m以上的导线以及0.5kg的连接器。因此,每生产50000辆车,将节省500km的导线以及25000kg的连接器。在节约成本的同时也满足汽车轻量化趋势;同时,无线方式降低了组装成本,随着未来无线BMS方案大批量量产将来的硅片有望比导线和连接器更便宜,总BMS成本将会更低。

降低PACK复杂度:采用无线后一方面减少了低压线束除了降成本和轻量化,另一方面也使得module独立性更强,在系统集成制造、甚至梯次利用上都更为便利。

更值得关注的还有,Herman Eiliya介绍,ADI无线BMS还可以进一步与大数据和人工智能融合,进一步为电动汽车在全生命周期的使用、流通和回收赋能。

一是无线BMS可以作为一个平台去收集电池数据。能够用这些数据来通过机器学习和人工智能预测电池的性能和表现,使得相应整车性能以及相应电池的性能可以充分发挥出来。并以此来提供更多的智能服务,这样能为整车厂和消费者带来更多更好的服务。

二是无线BMS建立电池从生产制造到仓储运输、到车内电池维修维护、最后到回收整个生命周期的监测和追踪,采集的数据与人工智能算法融合,可以延长电池以及整个电动汽车的生命周期,提高电动汽车的残值,确保电动汽车在二手车市场更有吸引力,以此来赋能电动汽车产业。

对于无线BMS 的大规模产业化时间表,Herman Eiliya坦言,ADI已经与包括中国车企在内的全球多家车厂做验证测试,不仅可以提供芯片方案,也会提供相应配套软件去支持客户形成系统可用的量产方案,以此帮助客户快速的走向市场。  

关键字:电动车

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