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【原创】ADI的BMS“组合拳”
ADI| 电池管理方案 文章来源自:高工锂电网
2020-04-07 11:01:09 阅读:9364
摘要在电气化领域,ADI已经做了全面的产品布局。ADI中国汽车技术市场高级经理王星炜介绍,在该领域,ADI既可以提供一系列相关的电池管理方案,同时还可以提供电机控制传感器等家族化产品。

电动化和智能化是汽车产业变革的两大主线。

来自德勒的数据预测,从2018-2025年,汽车电气化相关产业链将会有接近3倍的增长幅度。而自动驾驶和相应的传感器部分,也会有超过2倍增长。

巨大的增长空间也给予了相应产业链企业以机会。

以电子元器件为例,有数据预测,到2025年每辆智能电动汽车当中的电子元器件,成本占比将达到整车成本的40%,到2030年占比将进一步提高到50%。

作为全球模拟信号、混合信号和数字信号处理芯片厂商,ADI很早就切入了汽车电子市场。经过几十年的发展以及相关并购,ADI已经在汽车电气化、智能驾驶座舱、自动驾驶三大方向具备了丰富的产品组合,并能够提供全面的解决方案。

汽车产业变革的第一步是电气化,电气化架构,是从传统发动机的架构,基于内燃机的动力总成往两个方向发展:一个是往电气化的驱动系统发展,另一个是各种控制系统的电气化发展。

在电气化领域,ADI已经做了全面的产品布局。ADI中国汽车技术市场高级经理王星炜介绍,在该领域,ADI既可以提供一系列相关的电池管理方案,同时还可以提供电机控制传感器等家族化产品。

电池管理系统,BMS(Battery Management System),作为电动汽车能量管理和控制的重要纽带,是电动汽车动力电池系统的重要组成,其与驱动器电控系统、VCU等整车控制系统共同构成新能源汽车的三大电子电气核心技术。

电池的管理是通过电池电压、温度等的监测来管理。对于动力电池系统而言,会有不同的层级,从电芯最基本的底层到模块层,到电池包层,再装到车上,组成一个车级应用,车还会跟电网有相应的交互。

例如,一个400V的电池有接近96节或者100节的电芯在里面做串联。这意味着,不仅要对于电池各个层级做监控,还要具备相应电芯监控之间高压隔离的通信技术。

据了解,ADI完整的产品家族支持从最高800V到相应48V的弱混系统,同时提供非常高的精度、稳定性,以及现在行业所需要的高功能安全等级。

根据不同使用场景需求,ADI可以提供相应的家族产品来满足客户需求(12通道,15通道,或者18通道),而且通过双脚隔离菊花链的架构去做相应的隔离通信,然后再把相应电芯的电压和温度信息去给到电池管理的主控芯片做相应的测量。

王星炜介绍,传统家用的万用表里面,会用到一种技术叫做掩埋式齐纳参考源Buried Zener的技术。ADI在汽车级的电池管理芯片里就会用到这种技术,使得在整车的电池管理测量时达到最高的测量精度。

测量精度高的最终结果是什么呢?

王星炜打了一个形象的比方,一扎啤酒中,类似于把啤酒上的泡沫减少(浪费掉的那部分电量尽量减少),留下我们可以喝的美酒的部分尽量多(能使用的电量尽量多)。也就是用高精度的测量技术,使得相应的可用的电量最大化,拥有更多的续航里程。

除此之外,ADI的BMS方案还具有高可靠性、稳定性和系统性多个方面。

产品可靠性体现在焊接完芯片以后,PCB非常小,不需要做产线额外的标定,生产成本比较低。稳定性上则体现在,ADI从芯片级别可以给到汽车长寿命、高性能的支撑。同时,ADI提供的系统级解决方案,不仅体现在相应电压电流的检测功能性上,还包括对功能安全非常全面的支持。

无线BMS实现动力电池全生命周期追溯

BMS的产品架构在往两个方向发展,一个是BMS有线通信架构,即BMS每个电芯模组上有一个采样板,采样板之间是通过隔离的双绞线连接,组成一个环形的有线的拓扑。另一个是未来的发展方向,就是无线BMS,每个模块之间不再有传输的通信线了。

从有线架构到无线架构,非常大的一个变化是,无线BMS可以使得电池的全生命周期管理都可以获得监控。

具体如何怎么监控呢?

在电池生产阶段,可以跟无线的管理系统做一个绑定,有点像电池的身份证。电池的身份证只要生产的时候就跟着电池,等到电池生产完送到仓库去,在仓储管理的时候也是有无线BMS技术在做持续监控。

到电池在运输中,以及最终装到车上以后,都会有一个持续的记录:这个电池是什么时候生产的,行驶了多少里程,可用电量有没有衰减,衰减到什么程度。

现在人们用车一般是五六年或者更长一段时间,就会考虑变成二手车出售再去买新车,这是传统使用车的周期。这个周期内电动车怎么去评估残值?其中动力电池的残值评估就是非常关键的一个点。

基于无线通信的技术,电池里面就有自己的无线身份证,会知道它的可用电量衰减到什么样的程度,就可以评估它的残值。

同时,如果电池不再适合车用,还可以二次利用,比如变成一个大楼的备用电源或者数据中心的备用电源,这也是一个未来发展的方向,这背后,关键就是通过无线BMS系统使得监控系统可以和电池进行全生命周期的绑定,变成一个可供追溯的身份证。

对于无线BMS 的大规模产业化时间表,ADI此前透露,已经与包括中国车企在内的全球多家车厂做验证测试,不仅可以提供芯片方案,也会提供相应配套软件去支持客户形成系统可用的量产方案,以此帮助客户快速的走向市场。

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