電動車無線電池管理 TI推最高安全方案

圖說:德州儀器動力傳動系統總經理Karl-Heinz Steinmetz宣布推出無線 BMS 解決方案。

圖說:德州儀器動力傳動系統總經理Karl-Heinz Steinmetz宣布推出無線 BMS 解決方案。

電動車(EV)輕巧一點,電池效率好一點,就可以行駛更多里程!德州儀器 (TI) 實現電動車的電池管理系統(BMS)無線化,拿掉汽車內部負責串聯電池的電纜和連接器,掌握快速傳輸、資料安全及擴充性,這項無線 BMS 解決方案,創業界性能新紀錄。TI新推出的無線BMS,不但提升 EV 的可靠性和效率,安全上更符合汽車行業最嚴格的ISO 26262 的 ASIL D 標準。

EV最重要的電池管理,攸關續航力、加上最關鍵的安全考量,已成為半導體產業的新戰場。在 EV市場中,電池管理無線化所帶來的效益顯著,不需要電纜和連接器後,可以減輕車體重量、帶來更大的設計彈性。與傳統系統相比,還擁有複雜性降低和成本降低的優勢。Strategy Analytics 的動力系統、車身、底盤和安全服務總監 Asif Anwar 表示,「實作無線電池管理系統的趨勢將會逐漸成長」。

德州儀器動力傳動系統總經理Karl-Heinz Steinmetz帶領TI混合動力和電動車動力傳動部門,他表示,無線電池管理系統(BMS)可省去電纜和連接器,從而提高可靠性和設計靈活性,並降低系統成本。具德國人嚴謹特質的Steinmetz表示,少了電纜佈線和連接器,「大約可以減少電動車50~100磅的重量」。他強調,TI 的無線BMS 解決方案讓汽車製造商得以降低設計的複雜性、提升可靠性、減輕汽車重量以延長行駛距離,並省去電纜線和連接器的維護及修理的費用與麻煩。

「符合 ISO 26262 的 ASIL D 標準」意味著TI達到了業界最高的安全標竿。在大家最關心的安全課題上,TI 請業界領先的功能安全權威 TÜV SÜD 獨立評估 TI 無線 BMS 功能安全概念的定量和定性錯誤偵測性能,以及讓汽車製造商符合國際標準化組織 (ISO) 26262 認證的最高等級,亦即汽車安全完整性等級 (ASIL) D 的可行性,相信可以大為縮短汽車製造商的開發時間。


圖說:TI新推出無線 BMS 解決方案的兩顆主角晶片

兩顆重要的晶片擔任TI的無線BMS的主角,分別是 CC2662R-Q1無線微處理器(wireless MCU),以及BQ79616-Q1 電池監測暨平衡器(battery monitor and balancer )。為了因應通訊錯誤偵測和安全性的相關問題,TI 也特別為無線BMS開發全新的無線通訊協定。

主角一BQ79616-Q1電池監控器暨平衡器符合ASIL D標準,負責通信,溫度和電壓測量功能。

主角二CC2662R-Q1無線微處理器採Arm Cortex-M4核心,TI特別在省電、擴展溫度範圍,以及安全性的表現進行優化,並開發出全新專有的無線通訊協定。CC2662R-Q1負責在主機系統處理器與BQ79616-Q1電池監控器暨平衡器之間,進行強大且可擴展的數據交換任務。CC2662R-Q1讓TI無線BMS的「網路可用性媲美有線網路」,網路重新啟動只需0.0003秒(300-ms)。

在把電池模組的電壓和溫度資料傳送到主要 MCU的過程中,CC2662R-Q1在保護資料、同時傳輸多個電池模組的資料、忙而不亂的表現上可圈可點,除了具高傳輸速率和低延遲的專用時間槽即可保護資料,以免發生資料損失或損毀的情況外,同時也能讓多個電池組以 ±2-mV 的準確度,以及低於 10-7 的網路封包錯誤率持續運作。

在擴充性方面,TI 考量汽車製造商的長期設計需求,其無線BMS具備業界最高的可擴充性,讓設計者可將可靠的系統層級設計擴充至多個平台。TI的無線通訊協定讓汽車製造商可以單一無線晶片系統CC2662R-Q1連接多個電池監測器 BQ79616-Q1 的電池模組,以對應如 32 芯、48 芯和 60 芯系統等各種不同的配置。

TI的無線通訊協定提供市面上最高的傳輸速率,以每個節點延遲時間低於2 微秒的速度,支援多達 100 個節點,還能進行同步測量。

目前,TI為汽車製造商的開發人員提供的SimpleLink 無線 BMS 軟體開發套件 (SDK),已可在該公司官網提供免費下載。Steinmetz表示,的確有多家重要車廠正採用TI 的BMS納入新型車款的設計。