增添電動車更多優勢 無線BMS即將上路

作者 : Anthea Chuang,EE Times Taiwan

最新的無線電動車電池管理系統(BMS)不僅將實現消費者的願望清單,也可望為使用者帶來更好的行駛體驗…

目前,電動車(EV)使用者的願望清單不外乎包括能、行駛更遠距離、效能更好、維修容易,以及安全性更高…等,因此,電動車製造商無不想盡辦法滿足消費者的需求。其中,電動車內部最重要的部分即為電池,其將「牽一髮而動全身」地影響電動車的使用經驗,而最新的無線電動車電池管理系統(BMS)不僅將實現消費者的願望清單,也可望為使用者帶來更好的行駛體驗。

德州儀器(TI)動力傳動系統總經理Karl-Heinz Steinmetz指出,現階段電動車BMS都是採用線纜連接電池與電池組,以及電子控制單元(ECU)等各部分。這樣大量採用有線菊鏈拓撲的連結方式,其面臨的挑戰包括,每顆電池都必須透過纜線連接到監控器,以進行電源效率的調節,但佈線長且複雜將導致增加整體電動車重量、維修成本高、更換整組電池所費不貲、電纜線束和連接器易故障,以及為了增加可靠性而使用銅纜,更是大幅增加電動車的重量。而電動車的重量與行駛距離成反比,加上高安全性的要求使得汽車製造商對BMS的安全性更加重視,因此BMS勢必得通過功能性安全相關法規的驗證。

有鑑於此,德州儀器推出無線BMS以解決上述問題。Steinmetz表示,採用無線技術的好處是,可降低線纜和相關連接器等零件的使用數量,如此一來,將可降低電動車整體約50~100磅的重量,進而增加電動車行駛距離與效率,並降低設計複雜度、維修成本…等。更重要的是,德州儀器的無線BMS透過TÜV SÜD認證,取得汽車安全完整性等級(ASIL)的最高等級 D資格,可進一步確保電動車BMS安全性和可靠性。

無線BSM由德州儀器的無線微控制器(MCU)與電池監控器和平衡器所組成。Steinmetz說明,無線BMS中的電池監控器和平衡器亦符合晶片級ASIL D,包含通訊、溫度及電壓測量功能;無線微控制器則符合ACE-Q100標準、針對低功耗、極大溫度範圍和增強安全性進行最佳化。此外,無線BMS採可擴充式設計,可適用於不同電動車款、不同車輛平台,讓設計師跨平台自由開發可靠的系統級設計。

值得注意的是,為提升無線通訊安全與符合電動車BMS使用需求,德州儀器研發獨特的新無線通訊協定。Steinmetz表示,此奠基於2.4GHz頻段的新無線通訊協定是專為無線BMS所打造,可提供最高的網路可用性達99.999%,且網路重新啟動僅需300毫秒,並具備超高資料吞吐量及超低延遲特性,可進一步避免資料遺失或損毀的風險,還可最多支援100個節點,以及各個節點的時間同步測量。另一方面,由於無線網路最為人擔憂的是如何確保安全性,不易受駭客攻擊,因此德州儀器已在無線微控制器中導入多種安全措施。種種作為,皆讓無線BMS得以獲得ASIL D最高安全等級。

Steinmetz強調,無線 BMS 解決方案可協助汽車設計人員移除笨重、昂貴且維護需求高的佈線,同時提升全球 電動車的可靠性和效率。目前德州儀器已與客戶合作,視客戶的設計進度,未來將可望看到採用無線BMS的電動車問世。

 

 

 

 

 

 

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