(Dan Torres是本篇技術(shù)文章的合著者。)
鋰電池的價格越來越經(jīng)濟實惠,能量密度越來越高,能夠驅(qū)動混合動力汽車(HEV)和電動汽車(EV)行駛更遠的距離。借助這些改進,汽車設(shè)計工程師現(xiàn)在可將注意力轉(zhuǎn)向通過減小電池管理系統(tǒng)(BMS)的尺寸和重量來進一步提高效率。
有關(guān)電池管理系統(tǒng)的背景信息,請參閱“HEV/EV電池管理系統(tǒng)簡介。”
傳統(tǒng)的有線BMS架構(gòu)采用基于菊花鏈配置的線束來連接電池組,制造工藝繁瑣,需要經(jīng)常維護,且維修難度高。
無線BMS技術(shù)的發(fā)展有望解決上述難題,該技術(shù)采用無線芯片組與電池監(jiān)測器協(xié)同工作,可將電壓和溫度數(shù)據(jù)從每個電池單元傳遞到系統(tǒng)中的主微控制器。固有電纜和線束量的減少降低了車輛的重量并節(jié)省了成本。
如果您正在探索轉(zhuǎn)換為無線BMS架構(gòu)的可行性,請思考以下三個關(guān)鍵問題:
1.它是否可靠?
盡管無線通信已在各類應(yīng)用中替代了電纜,但是要考慮的一個關(guān)鍵點是無線鏈路和網(wǎng)絡(luò)的可靠性。您可使用數(shù)據(jù)包錯誤率以及在發(fā)送器和接收器之間成功發(fā)送消息的概率來量化可靠性。此概率應(yīng)為99.999%,數(shù)據(jù)包錯誤率為10-6。
2.無線BMS對乘客、機械師和財產(chǎn)安全嗎?
無線BMS應(yīng)該準(zhǔn)確監(jiān)測狀況并在檢測到危險事件時快速、可靠和安全地作出響應(yīng),以減輕危險或破壞。理想情況下,該系統(tǒng)應(yīng)滿足汽車安全完整性D級的要求,這是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織26262道路車輛標(biāo)準(zhǔn)所定義的最高功能安全目標(biāo)。
3.它是否安全?
如果有人試圖篡改車輛的電池系統(tǒng),無線BMS是否可以工作?查找使用加密加速器等具有密鑰交換和刷新機制、消息完整性檢查和調(diào)試安全性等安全驅(qū)動工具提供加密消息的系統(tǒng)。
附加題!有線或無線BMS哪個功能更佳?
這是一個棘手的問題,因為有線或無線BMS可能都適合您的設(shè)計,具體取決于您的汽車架構(gòu)和設(shè)計目標(biāo)。表1比較了有線和無線系統(tǒng)之間的主要區(qū)別。
注意事項 | 有線BMS | 無線BMS |
重量 | 線路會增加車輛總重量。 | 無線系統(tǒng)減輕了車輛重量。 |
設(shè)計靈活性和可維護性 |
總體尺寸越大,靈活性越低大;更難維修。 總體尺寸更大;由于電線笨重、難以維護,因此系統(tǒng)設(shè)計靈活性較差。 |
較小的尺寸可通過更簡易的設(shè)計和車輛內(nèi)部布置實現(xiàn)更大的靈活性。易于維修。 |
測量 | 電壓和電流的時間同步測量可能是一個困難的設(shè)計挑戰(zhàn)。 | 無線系統(tǒng)自然可實現(xiàn)時間同步的測量,并提供添加更多同步感知功能的能力。 |
可靠性 | 線束往往會隨著時間推移而損壞;它們難以維修,需要重新接線電池組。 | 無需維護電線;設(shè)計必須克服惡劣的汽車射頻環(huán)境和不在可直視范圍內(nèi)的挑戰(zhàn)。 |
安全 | 封閉、完全安全的系統(tǒng)通信。 | 對于那些設(shè)計不當(dāng)或通信安全設(shè)計較差的系統(tǒng),有被攻擊的危險。 |
表1:有線BMS和無線BMS的比較
雖然有線電池管理系統(tǒng)久經(jīng)考驗,真實可靠,不會很快淘汰;但是,無線BMS是未來發(fā)展趨勢。據(jù)Strategy Analytics預(yù)測,到2026年將有3600萬輛電動汽車上路行駛,而無線BMS為提高汽車的效率和可靠性提供了很有前景的方法—— 這些優(yōu)勢吸引了原始設(shè)備制造商和消費者。
審核編輯:金巧
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