In der ersten Hälfte des Jahres 2022 nahm die Auslieferung des globalen Marktes für New Energy Vehicles (NEV) Fahrt auf, und die Verkäufe von NEVs auf dem chinesischen Festland waren in der ersten Jahreshälfte besonders hervorzuheben, was zu einem erstaunlichen Ergebnis im Jahresvergleich führte Jahressteigerung von mehr als 100 %. Wenn Fahrzeuge mit neuer Energie zum Alltagsthema werden, werden die Anforderungen der Menschen an Batteriesysteme immer höher. Sie erwarten von den Herstellern nicht nur eine Verbesserung der Batterielebensdauer, sondern auch die Gewährleistung von Sicherheit und Stabilität. Infolgedessen ist eine wichtige innovative Technologie in der Branche im Entstehen begriffen, nämlich wBMS oder drahtloses Batteriemanagementsystem.

Die Kosten für BMS machen etwa 20 % der Batterieleistung von NEVs aus. Das herkömmliche BMS verbindet die Batteriepakete mit Kabeln und überbrückt sie dann mit Daisy-Chain-Schnittstellen. Der Einsatz von Kabeln und mechanischen Schnittstellen ist platzraubend, wodurch der Raum für eine Verbesserung der Batterieenergiedichte tatsächlich knapp wird. Das drahtlose BMS ersetzt die herkömmliche Ringschaltung durch den Einsatz von drahtlosen Modulen auf dem BMS-Host und dem Batteriepackknoten und realisiert so den Stern- und Ad-hoc-Netzwerkmodus für die notwendige Kommunikation des Batteriemanagements. Die drahtlose Methode vergrößert nicht nur den Raum zur Verbesserung der Energiedichte, sondern reduziert auch den Arbeitsaufwand bei der Batteriemontage erheblich. Und mit drahtlosen Lösungen müssen Hersteller keine großen Investitionen in die Isolierung zwischen den Hoch- und Niederspannungskreisen in der Batterie in Betracht ziehen.

Im herkömmlichen Modus kann es im Falle eines Unfalls oder einer durch Langstreckenfahrten verursachten Alterung dazu kommen, dass ein Kabel bricht oder der Kontakt einer Schnittstelle beeinträchtigt wird. Es kann leicht zu einer Fehlfunktion des Batteriesystems kommen. In diesem Fall muss der gesamte Akku ausgetauscht werden. Der potenzielle wirtschaftliche Schaden für den Autobesitzer ist beträchtlich. Bei der drahtlosen Methode treten keine Kabel- und Schnittstellenfehler auf, und aufgrund ihrer drahtlosen Eigenschaften bietet sie natürlich den Vorteil der Modularisierung. Selbst wenn ein Problem mit einem bestimmten Teil des Akkus vorliegt, können Sie einfach den defekten Akku zum Austausch herausnehmen, ohne den gesamten Leistungsakku zu entsorgen.

Aufgrund der oben genannten Vorteile begannen führende Automobilhersteller ab 2019, die drahtlose BMS-Technologie in Betracht zu ziehen. Zu den bisher verfügbaren oder kommenden Modellen mit drahtloser BMS-Technologie gehören: BMW i3 (2022), GMs Hummer EV (2024).

Texas Instruments, ein Unternehmen, das stark im Bereich der Automobilelektronik tätig ist, übernahm die Führung bei der Einführung des CC2662R-Q1, der weltweit ersten wBMS-SoC-Lösung, die dem ISO 26262 ASIL D-Standard entspricht. Der Chip nutzt das proprietäre Simplelink wBMS-Protokoll von TI über das 2,4-GHz-Band. Die Lösung kann bis zu 100 Knoten verwalten und unterstützen und ist für die Kopplung mit dem Batteriemonitor BQ79616-Q1 ausgelegt. Sie kann für verschiedene Konfigurationen verwendet werden, z. B. für Batteriesysteme mit 16, 32 und 64 Zellen.

Der drahtlose Ansatz, bei dem das Batteriemodul Batteriedaten direkt an die BMS-MCU überträgt, überwindet die mit der kabelgebundenen Kommunikation verbundenen Herausforderungen. Um die Leistung der kabelgebundenen Lösung bei der Kommunikation zu erreichen, ist das Hauptproblem, das bei der drahtlosen BMS-Lösung gelöst werden muss, die Verfügbarkeit eines privaten BMS-Netzwerks. Die Lösung von TIbaut ein drahtloses Netzwerk über das 2,4-GHz-Band auf, das sofort verfügbar sein muss, dh sobald das Elektrofahrzeug startet, muss das Netzwerk für das Batteriemanagement bereit sein. Das Simplelink wBMS-Protokoll von TI wurde definiert und entwickelt, um sicherzustellen, dass das Netzwerk jederzeit sofort verfügbar und zuverlässig ist. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Starten des Fahrzeugs mit nur einem Schlüssel jederzeit die Batterie und die BMS-Teile sofort mit dem Netzwerk verbunden werden und sofort in den Betriebszustand wechseln.

Die Einsatzszenarien von Power-Batterien verlangen vom drahtlosen BMS eine überragende Verfügbarkeit. Die Verfügbarkeit ist definiert als das Verhältnis der Zeit der zuverlässigen Datenübertragung zwischen drahtlos verbundenen Knoten und dem drahtlosen Master zur gesamten Betriebszeit des Systems. Die wBMS-Architektur von TI kann die Verfügbarkeit von BMS-Kommunikationssystemen auf 99,9999 % erhöhen. Das heißt, für ein Netzwerk mit 10 Knoten kann das TI Wireless BMS-Protokoll eine Paketfehlerrate von 10^-7 oder höher erreichen. Das bedeutet, dass in 52,222 Stunden drahtlosem BMS-Betrieb die Knotendaten nur 100 Millisekunden lang nicht verfügbar sind. Das Protokoll garantiert auch, dass das drahtlose BMS in anspruchsvollen Gehäuseumgebungen ordnungsgemäß funktionieren kann. Diese Art von Gehäuseraum ist normalerweise sehr eng,

Die drahtlose BMS-Technologie kann die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Zellmanagements erheblich verbessern, die Effizienz der PACK-Montage verbessern, die technische Komplexität und die Gesamtkosten von PACK reduzieren und bessere intelligente Managementlösungen für die Zukunft bereitstellen. Daher hat es große kommerzielle Aussichten.

Als Anbieter drahtloser IoT-Technologie hat RF-star in den letzten 8 Jahren verschiedene drahtlose Lösungen für führende NEV-Marken geliefert. Darüber hinaus scheut RF-star, ein erfahrener IDH des Texas Instrument, keine Mühen, um drahtloses BMS zu fördern, um mehr NEV-Herstellern den Sprung in umweltfreundlicheres Design zu ermöglichen.

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