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2020OEM机械设计技术研讨会云会议
电子元件

有关混合动力汽车和电动汽车的无线BMS的三个问题

  2020年06月02日  

  锂电池的价格越来越经济实惠,能量密度越来越高,能够驱动混合动力汽车(HEV)和电动汽车(EV)行驶更远的距离。借助这些改进,汽车设计工程师现在可将注意力转向通过减小电池管理系统(BMS)的尺寸和重量来进一步提高效率。

  有关电池管理系统的背景信息,请参阅"HEV/EV电池管理系统简介。"

  传统的有线BMS架构采用基于菊花链配置的线束来连接电池组,制造工艺繁琐,需要经常维护,且维修难度高。

  无线BMS技术的发展有望解决上述难题,该技术采用无线芯片组与电池监测器协同工作,可将电压和温度数据从每个电池单元传递到系统中的主微控制器。所需电缆和线束数量的固有减少降低了车辆重量并节省了成本。

  图1所示为无线BMS架构的示例

图1:TI的无线BMS架构

  如果您正在探索转换为无线BMS架构的可行性,请思考以下三个关键问题:

1. 它是否可靠?
  尽管无线通信已在各类应用中替代了电缆,但是要考虑的一个关键点是无线链路和网络的可靠性。您可使用数据包错误率以及在发送器和接收器之间成功发送消息的概率来量化可靠性。此概率应为99.999%,数据包错误率为10-6。

2. 无线BMS对乘客、机械师和财产安全吗?
  无线BMS应该准确监测状况并在检测到危险事件时快速、可靠和安全地作出响应,以减轻危险或破坏。理想情况下,该系统应满足汽车安全完整性D级的要求,这是国际标准化组织26262道路车辆标准所定义的最高功能安全目标。

3. 它是否安全?
  如果有人试图篡改车辆的电池系统,无线BMS是否可以工作?查找使用加密加速器等具有密钥交换和刷新机制、消息完整性检查和调试安全性等安全驱动工具提供加密消息的系统。

附加题!有线或无线BMS哪个功能更佳?
  这是一个棘手的问题,因为有线或无线BMS可能都适合您的设计,具体取决于您的汽车架构和设计目标。表1比较了有线和无线系统之间的主要区别。

注意事项

有线BMS

无线BMS

重量

线路会增加车辆总重量。

无线系统减轻了车辆重量。

设计灵活性和可维护性

总体尺寸越大,灵活性越低大;更难维修。

总体尺寸更大;由于电线笨重、难以维护,因此系统设计灵活性较差。

较小的尺寸可通过更简易的设计和车辆内部布置实现更大的灵活性。易于维修。

测量

电压和电流的时间同步测量可能是一个困难的设计挑战。

无线系统自然可实现时间同步的测量,并提供添加更多同步感知功能的能力。

可靠性

线束往往会随着时间推移而损坏;它们难以维修,需要重新接线电池组。

无需维护电线;设计必须克服恶劣的汽车射频环境和非视线挑战。

安全

封闭、完全安全的系统通信。

可能会破坏设计不当,违反安全协议的系统。

表1:有线BMS和无线BMS的比较

  虽然有线电池管理系统久经考验,真实可靠,不会很快淘汰;但是,无线BMS是未来发展趋势。据Strategy Analytics预测,到2026年将有3600万辆电动汽车上路行驶,而无线BMS为提高汽车的效率和可靠性提供了很有前景的方法-- 这些优势吸引了原始设备制造商和消费者。

标签:德州仪器 TI我要反馈
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