[原创] 新能源汽车的续航问题靠什么来拯救
2021-01-23
14:00:28
来源: 半导体行业观察
向新能源方向靠拢已经成为了汽车行业发展的重要趋势之一。但新能源汽车的续航问题一直被市场所诟病，这也成为了新能源汽车发展的阻力。
电动汽车电池管理系统(BMS)对于新能源车来说是重要的一个系统，他是用来连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，也是解决汽车续航能力的核心之一。
就目前市场情况来看，有线BMS是目前新能源汽车所采用的主流解决方案。而这些传统的有线BMS架构采用基于菊花链配置的线束来连接电池组，其制造工艺繁琐，还需要经常维护，且维修难度高。而无线BMS则可以解决上述挑战，因此，目前也有不少半导体厂商在致力于无线BMS的开发，德州仪器 (TI) 就是其中之一。
据TI中国区嵌入式与数字光处理应用技术总监师英介绍，用无线的方案代替有线的方案不仅可以减低制造工艺的难度，还可以降低后续维护的成本。另一方面，有线BMS方案的电池包中往往布满了重型铜线，这些铜线会占据电池包内部空间，而采用无线的方式则可以将取代这些重型铜线，并将更多空间留给电芯，这可以提高整个电池包的体积能量密度，从而提高新能源汽车的续航能力。
但发展无线BMS仍要面临着诸多的挑战，师英指出，保障电源系统的安全性、让电池系统能够在最大的效率下运行，保障网络系统的可靠性对于无线BMS的商用化至关重要。
基于以上市场需求，TI于近日发布了无线BMS解决方案：CC2662R无线MCU、BQ79616-Q1电池监控器和平衡器。
据其官方资料介绍，通过CC2662R-Q1无线MCU实现电池管理系统的无线协议，可以提供业界出色的网络可用性(超过99.999%)和300ms的网络重启更大可用性。该无线MCU可提供高吞吐量和低延迟的专用时隙以防止数据丢失或损坏，同时使多个电池单元能够以±2mV的精度向主MCU发送电压和温度数据，且网络数据包错误率小于10-7。
据悉，TI的无线BMS功能安全概念采用专为无线BMS使用案例开发的新无线协议，解决了通信错误检测和安全问题。借助CC2662R-Q1无线MCU实现的专有协议，可以在主机系统处理器与新发布的
BQ79616-Q1
电池监控器和平衡器之间进行稳定可靠和可扩展的数据交换。据师英介绍，TI无线BMS已经通过了符合汽车安全完整性等级ASIL D认证，以及更高水准的国际标准化组织(ISO)26262认证。
考虑到汽车制造商的长期设计需求，TI的无线BMS创新技术还能够在多平台上进行可靠扩展和系统级设计。据介绍，确定性协议可提供市场上更高的吞吐量，使汽车制造商能够在不同的电池配置下(如具有32、48和60个电池单元的系统等)，将采用单个无线片上系统的电池模块与多个BQ79616-Q1电池监控器相连。该系统设计可支持多达100个节点，每个节点都达到业界更低的延迟(低于2ms) ，并且每个节点的测量均可实现时间同步。
德州仪器 (TI) 电池管理系统工程经理吴万邦认为，无线BMS除了在技术上能够满足市场需求以外，其在成本上的降低也便于市场更愿意接受这一新技术。
但从有线BMS方案迁移到无线BMS方案，市场还需要一段时间。吴万邦表示：“目前传统的BMS都是基于有线通信的BMS系统。相关工程师需要将新的方案融入其设计开发中，这是目前无线BMS方案实现商用化的挑战之一。”为了进一步助力无线BMS方案的落地，TI提供了从软硬件到参考设计全流程解决方案，来加速相关产品的上市时间。
总结来说，无线BMS可以增加车辆的续航里程，提升整车性能和安全性，并且便于维护，从而实现更远驾驶里程的目标。
而除了本次推出的新产品以外，TI也在汽车领域推了众多产品。据介绍，自2014年以后，TI每年都会推出数百种新的车规级的IC，截止目前，TI已经拥有超过7000多种车规级模拟和嵌入式产品。师英表示，未来数十年，TI在汽车电子产品发展方向上将一直会保持这样的加速度，继续增加投入以及加快新产品设计。
众所周知，目前已经有多家汽车厂商因为汽车芯片短缺而做出减产的决定。对于产能这一面方面，TI也拥有着一定的优势。师英表示，TI在全球范围内拥有14个生产基地和专有的工艺封装，绝大部分的产品是在TI自己的工厂内完成晶圆的生产和后道封装，对于汽车供应链安全来讲，在汽车的新产品开发到转产生产的阶段，TI都会为它设计两条产品线，互为补充来实现供应链安全的解决方案。据师英介绍，截止到目前为止，即使是在如今这样的环境下，TI 的供货还是高于平均市场水平。
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