——隨著下一代電池管理係統(BMS)實現無線化，電動汽車內部錯綜複雜的通信布線將減少
，從而有助於延長行駛裏程並提高可靠性。

 

借助我們針對電動汽車(EV)無線電池管理係統開發的全新解決方案，客戶可以設計出更輕

、每(mei)次(ci)充(chong)電(dian)後(hou)行(xing)駛(shi)裏(li)程(cheng)更(geng)遠(yuan)且(qie)滿(man)足(zu)高(gao)水(shui)平(ping)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)的(de)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)。除(chu)了(le)舒(shu)適(shi)的(de)內(nei)飾(shi)和(he)精(jing)美(mei)的(de)儀(yi)表(biao)板(ban)
，製(zhi)造(zao)商(shang)還(hai)會(hui)在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)機(ji)箱(xiang)安(an)裝(zhuang)盡(jin)可(ke)能(neng)多(duo)的(de)電(dian)池(chi)。更(geng)多(duo)的(de)電(dian)池(chi)意(yi)味(wei)著(zhe)更(geng)大(da)的(de)充(chong)電(dian)容(rong)量(liang)
，從(cong)而(er)使(shi)汽(qi)車(che)具(ju)有(you)更(geng)遠(yuan)的(de)行(xing)駛(shi)裏(li)程(cheng)，這(zhe)也(ye)是(shi)消(xiao)費(fei)者(zhe)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)需(xu)求(qiu)。

 

danshi，meikuaidianchibixulianjiejianceqi。jianceqixiangkongzhiqibaogaoguanjianxinxi
，jinergengdaxiandugaishandianchidejiankangzhuangtaihexingneng。youyudianxingdediandongqichechuanlianlejin100節電池，其中幾英尺/米和幾磅/公斤的重型銅線會形成迷宮般龐大的電池管理布線
，占用了許多寶貴的空間。上述所有導線的重量會縮短行駛裏程
、降低可靠性並增加成本。

 

 

我們全新的無線電池管理係統包括專有的無線連接協議和一組電子芯片，並率先支持係統級功能安全合規性，不需要繁重、昂貴且需要頻繁維護的布線
，給電動汽車的設計帶來了新的機遇。

 

“這就像在一塊空白的畫布上進行設計，”TI專攻連接解決方案的汽車產品營銷工程師Daniel Torres說，“當你不必擔心導線問題時
，就可以找到充分利用空間的新方法，甚至可以搭配使用不同尺寸和類型的電池。”

 

BMS：幕後的關鍵組件

電動汽車車主可能對他們汽車的電池管理係統了解不多，但實際上
，電池管理係統是至關重要的組件
，負責監測所有電池的電壓、電流和溫度。

 

“最重要的是，BMS可以更大限度提高電動汽車的性能
、可靠性和使用壽命，”TI汽車電池產品的產品線經理Ankush Gupta提到，“通(tong)過(guo)精(jing)心(xin)管(guan)理(li)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)和(he)其(qi)他(ta)工(gong)作(zuo)特(te)性(xing)，可(ke)以(yi)在(zai)需(xu)要(yao)時(shi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)每(mei)塊(kuai)電(dian)池(chi)中(zhong)的(de)電(dian)量(liang)，同(tong)時(shi)確(que)保(bao)電(dian)池(chi)不(bu)會(hui)提(ti)前(qian)出(chu)現(xian)電(dian)量(liang)不(bu)足(zu)或(huo)受(shou)到(dao)損(sun)壞(huai)。而(er)且(qie)，消(xiao)除(chu)通(tong)信(xin)導(dao)線(xian)會(hui)使(shi)車(che)輛(liang)更(geng)輕(qing)，我(wo)們(men)也(ye)有(you)更(geng)大(da)的(de)空(kong)間(jian)、自由度和靈活性來設計具有先進電池功能的電動汽車。”

Ankush和Daniel說，這一成果可以直接幫助減輕“裏程焦慮”

，即對電量耗盡的恐懼，正是這樣的焦慮和恐懼使得許多消費者對於節能
、無排放的電動汽車望而卻步。

 

無線BMS的強大功能

無線化解決方案還能解決電動汽車獨有的缺陷：密集的布線和用於固定線纜以及線束可能導致的故障。 

 

“線束和連接器是易受振動
、潮濕和其他問題影響的機械部件，”TI動力總成係統工程師Mark Ng解釋說
，“它們比電池本身更有可能需要維修。” 

 

使用無線BMS可避免這一缺陷，從而節省了電動汽車行業昂貴的維修費用，並使維修電池變得更簡單、更經濟。 而且無線化的優勢不僅僅局限於汽車的電池使用時間。 老化的電動汽車電池在汽車中完成使命後，還可以回收、重新部署到數據中心的電池備用裝置
，或作為能量存儲裝置連接太陽能或風能發電設施
，其無線功能可在這些應用中提供輕鬆監測。 

 

“從工廠車間到倉庫，到車輛
，再到拆卸後作為能量存儲裝置，人們在電池的整個生命周期中都需要監測電池。”Daniel說，“不必在每種新場景下都用電線將電池連接起來，隻需將電池放在架子上就可以無線讀取數據了。” 

 

工程挑戰

用於實現這一目標的無線BMS解決方案設計需要高度協作
，需要將電池管理
、連接性和汽車係統方麵擁有專業知識的TI工程師集中在一起進行攻關。各種要求令人望而生畏

，TI負責2.4GHz連接領域的業務線經理Ram Vedantham表示。“許多需求相互矛盾
，”他說，“在整個設計過程中

，我們花了很多時間進行頭腦風暴和白板展示，而且時間緊迫。”

 

例如，該解決方案需要具有高吞吐量，以便在惡劣、嘈雜的環境中於幾毫秒內從近100塊電池中收集數據，實現2毫伏的精度

，並且錯誤率為千萬分之一。此外，芯片需要以較低的功耗運行，以免在停放汽車中監測熱量管理情況時耗盡電池。

 

為了解決這些設計難題，連接解決方案團隊開發了一種可靠的專有無線協議
，以便在要求2.4GHz無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)實(shi)時(shi)可(ke)用(yong)性(xing)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)。網(wang)絡(luo)必(bi)須(xu)隨(sui)時(shi)可(ke)用(yong)，以(yi)便(bian)駕(jia)駛(shi)員(yuan)在(zai)啟(qi)動(dong)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)後(hou)，係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)和(he)管(guan)理(li)電(dian)池(chi)並(bing)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)。

 

“我們的設計思路是每次通過按一下按鈕啟動汽車後，網絡能連接所有必要的元件。”Ram說，“這zhe裏li體ti現xian了le我wo們men全quan新xin的de專zhuan有you無wu線xian協xie議yi的de可ke靠kao性xing和he性xing能neng。我wo們men的de團tuan隊dui努nu力li開kai發fa無wu縫feng融rong合he無wu線xian技ji術shu先xian進jin功gong能neng的de創chuang新xin型xing解jie決jue方fang案an，確que保bao協xie議yi可ke以yi提ti供gong出chu色se的de性xing能neng、功耗和功能，從而滿足係統要求。” 

 

團隊必須突破無線連接的極限，以便在不降低可靠性的情況下提高電池的性能水平，Ankush說。 

 

在功能安全方麵具有先進優勢

作為對團隊工作成果的驗證，我們的解決方案經過了知名功能安全評估機構TÜV-SÜD的評估，並評為先進的無線BMS概念。此解決方案經驗證符合係統級功能安全合規性（可達ASIL D等級），此(ci)標(biao)準(zhun)在(zai)道(dao)路(lu)安(an)全(quan)方(fang)麵(mian)具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)完(wan)整(zheng)性(xing)要(yao)求(qiu)，是(shi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)考(kao)慮(lv)因(yin)素(su)。經(jing)評(ping)估(gu)和(he)認(ren)證(zheng)，這(zhe)一(yi)概(gai)念(nian)也(ye)符(fu)合(he)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)SIL3標準。 

 

“我們的客戶關心他們的係統是不是安全可靠，”Mark說
，“我們的係統級概念經過知名功能安全評估機構的獨立評估，符合功能安全合規性（可達ASIL D等級）。” 

 

易於實施

無線電池管理係統不需要太多的布線或重新配置
，因此更易於實施。 

 

“可以快速在全新和現有的汽車型號中添加無線BMS，我們的客戶立即就能節省空間，”Ram說。因此
，汽車製造商正計劃在未來幾年內將無線BMS解決方案整合到他們量產的汽車中，並以更快的速度在他們下一代的汽車中采用這項新技術。

 

 

對於消費者來說
，無線BMS可能意味著更低的電動汽車成本以及更好的續航能力和可靠性
，讓他們的車輛更環保。“通過使用專門為這種用途開發的全新無線連接協議
，我們的無線BMS解決方案在電動汽車領域具有真正出色的性能和安全性，”Ram說，“這意味著汽車製造商能夠比以往更快地讓這項技術造福於消費者。”  Daniel補充說：“目前，購買電動汽車可能對大多數人來說成本過高
，或者他們擔心電力消耗問題。無線BMS使能夠我們更進一步推動電動汽車的廣泛運用。”

 

我們熱衷於讓世界更美好

幫助客戶開發無線電池管理係統(BMS)，實現重量更輕、續航更遠的電動汽車，展現了TI創新者對公司使命願景——通過半導體技術降低電子產品成本
，讓世界變得更美好——的踐行。每一代創新都建立在上一代創新的基礎之上，使我們的技術變得更小巧、更高效、更可靠、更實惠，從而開拓了新市場並實現半導體在電子產品領域的廣泛應用。在TI
，我們將其視為工程的進步。這正是我們數十年來乃至現在一直在做的事。