无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来

2023-01-16 0 855

亚洲地区电动汽车业都将电动车视为今后的产业发展方向,电动车的新车越来越多。高效能电动汽车生产商也纷纷加入而此趋势,从蒸汽机转向复线。

电动车控制技术的好处数不胜数,包括加速更快、动力系统更快以及起跑时最大扭力更高(基于模拟的目标技术标准)。由于活动组件很少,传动装置安全可靠性十分高,几乎不需要保护,并且能提供更多十分精确的除雪和稳定控制。与此同时,产生的摩擦和热量更慢,对加热能力要求较高,因此效率也更高。电动车的每个分项都更好,除了电池组总重量而此分项。

ADI子公司合作开发出了一项开创性的控制技术——有线电通信池组信息系统(wBMS),此项控制技术能省却电池组工作台和相关电缆,从而减轻电动车电池组的总重量,与此同时还能提升电池组的安全可靠性。

无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来

为了实现高性能汽车和全电动车的今后蓝图,高效能电动汽车主要生产商路特斯(路特斯电动汽车)在其捷伊电动车产品组合中采用了ADI的wBMS,该系列车型将在今后五年内交货。ADI与路特斯联手,为电动车行业合作开发了这款布森戈方案——新式超高性能动力系统电控构架和有线电通信池组信息系统(wBMS),助推提升设计稳定性、扩展性和可保护性。此次工程建设旨在助推路特斯安全可靠稳步扩展其今后电动车平台,它的成功将有助于打造出更可持续产业发展的自然环境并为低碳地球做出贡献。

ADI电动汽车复线和可持续俄罗斯联邦政府子公司总裁Patrick Morgan指出,“亚洲地区各个领域都在向保护火星自然环境的新控制技术倾斜。电动车和对清洁能源的尊崇,正迅速成为他们现实生活的一部分。他们很荣幸能与路特斯合作,为其举世闻名的电动汽车产品组合提供更多他们开创性的ADI有线电通信池组信息系统(wBMS)。”

概要

子公司

路特斯电动汽车诞生于一个人的“Form through function”(性能定义后现代)理念,它造就了典雅的工程建设巨作,唤起着第三代司机的青春活力。路特斯隶属亚洲地区稳步增长的电动汽车生产商吉利电动汽车集团,致力于打造出可持续产业发展的全电动车今后。

应用

将有线BMS软件系统到其今后所有批量生产电动车的新式轻量构架中。利用wBMS的完整硬体、软件和安全可靠软件系统,在延长电池组使用寿命、保持车辆价值的与此同时,尽量地提升服务和保护。

挑战

突破设计和控制技术限制,将灵活、可扩展的有线BMS软件系统到电动车产品组合中,与此同时减少总重量和复杂性,并提升电池组密度和可保护性。

目标

与走在控制技术前沿的合作伙伴合作,解决严苛的设计和工程建设挑战,合作开发今后的高性能、高效能电动车产品组合,与此同时确保安全可靠,提升安全可靠性,并带来动态驾驶体验。

wBMS:全软件系统系统

ADI的wBMS由40个硬体组件组成。整个系统与全套软件、强大而安全可靠的端到端网络以及完整的电池组单元监控软件整合在一起,涵盖了应用与安全可靠。

具体组件包括ADBMS6815(能准确测量电池组单元和电池组组的充电状态)、LT8618(这款用于电源管理的紧凑型高速、高效率同步单芯片降压型开关稳压器),以及ADRF8800(用于确保稳定可靠的有线连接)。

ADI电动车事业部总经理Roger Keen表示,“他们最新的wBMS产品还支持储能系统的电池组回收和再利用,以支持循环经济。他们竞争对手提供更多的产品可能会捆绑硬体,但您没有软件将它们全部连接起来。使用ADI的wBMS时,客户无需编写软件,从而能把精力放在车辆设计的其他方面。”

快速评估

“你们能以多快的速度让我开始在wBMS的有线网络上运行和测试?这是客户问他们的第一个问题。”ADI子公司电动汽车控制技术部产品营销工程建设师Shane OMahony说道,“如果需要几个月的时间,他们就不乐意去做。而他们已经克服了这个障碍。”

ADI的wBMS评估套件开箱即用,让客户能快速设置并运行。它是一个完整的端到端wBMS,包含多个板、软件及网络安全可靠。Shane OMahony表示:“如果需要使用各个不同提供更多商的组件来构建系统,那么光是搞定原型制作工作就需要几个月的时间。”

路特斯:追求高性能、可保护性和稳定性

70多年来,路特斯改变了公路电动汽车和赛车的世界。这家电动汽车生产商希望利用ADI开创性的wBMS控制技术,保持在高效能电动汽车领域的重要地位,成为电动化进程中的先行者之一。

2020年,在亚洲地区疫情期间,路特斯就其今后的批量生产电动车产品组合与ADI工程建设师进行了接触。路特斯积极寻求合作,在其新型高性能高效能公路电动汽车中采用了ADI的有线电通信池组信息系统。ADI不只是提供更多一个轻量wBMS,还负责实现与这家高效能电动汽车生产商的核心维修和灵活运营模式相一致的无缝整合。

随后双方进行了讨论,重点是路特斯的高性能电动车动力系统电控构架,以及ADI的wBMS如何帮助简化设计和减少复杂性,并实现进一步减重。

有线BMS (wBMS)是电动汽车业一项真正的布森戈控制技术,使得不再需要电池组工作台以及与标准有线BMS相关的大量电线和连接器。ADI的有线BMS将电池组组布线减少了90%,电池组组体积缩小了15%。无需电缆后,可以减轻车辆总重量,降低材料成本,与此同时还能提升电池组的安全可靠性、安全可靠性和可保护性。Roger Keen表示:“wBMS省却了工作台,能助推路特斯提供更多性能优化的高性能软件系统,这样带来的高效能也契合其品牌形象。”

无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来

合作

ADI的控制技术专家与路特斯的设计工程建设师合作,将wBMS软件系统到这家电动车生产商称为LEVA(高性能电动车构架)的新动力系统电控构架中。

路特斯动力系统与底盘工程建设总监Richard Lively表示:“他们与ADI密切合作,将有线BMS软件系统到他们全捷伊高性能电动车构架中,今后所有路特斯电动车都将基于此架构设计。有线BMS省却了传统工作台,能助推路特斯提供更多高性能软件系统,在优化车辆性能的与此同时,也契合他们‘以优秀控制技术赋予卓越性能’的品牌理念。”

设计稳定性是成功的关键。ADI正好满足了路特斯的要求。借助wBMS,实现了更快、更简易的电池组重组设计,优化了电池组组组装,并简化了制造流程。电池组信息系统的有线特性为路特斯提供更多了设计的多样性,让路特斯能更有效地扩展今后电动车的车型。

由于新冠疫情影响,路特斯与ADI设计工程建设团队之间的现场合作也受到了限制。但路特斯和ADI并没有因此受到阻碍,他们通过电话会议、先进协作软件和分步操作视频进行了互动。

灵活的LEVA构架

路特斯的LEVA动力系统电控构架专为中置发动机的高性能电动汽车设计。司机坐在前面,在中控台和方向盘后面。其他组件全部在司机后方。车辆的大部分总重量位于四个车轴的中间,改善了总重量分配、稳定性和操控性。这种设计的优点还包括提升了安全可靠性,减少了磨损。路特斯将在其他车辆设计和今后的批量生产车型采用LEVA的灵活构架。

无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来LEVA(高性能电动车构架)提供更多了设计稳定性和调整自由度

高性能电动汽车将对总重量化电动汽车形成竞争

创捷伊工程建设设计和开创性的控制技术使路特斯能通过高性能实现出色性能。减轻电动汽车的质量是让司机、电动汽车和道路之间建立真正联系的有效手段。Shane O’Mahony说道:“在与ADI子公司合作期间,路特斯主要负责去除电缆,在保持BMS性能优化的与此同时,实现所有设备的轻量化。”

拆除电缆和连接器后,由于去除了电池组组的工作台,因此可以减轻车辆的总重量。去除电池组组的工作台还可提升安全可靠性,因为相关的电缆和连接器是出了名的系统故障点。有线电通信池组组的另一个好处是具备更大的设计稳定性和可扩展性。

ADI电动交通营销经理Shane OMahony强调,“总重量是高效能跑车的致命伤。”

稳定性与设计自由度

在优化了整个车辆结构以实现高效能后,如何设计电池组组?

电池组重组的稳定性至关重要,尤其是对于外形设计不断变化的空气动力系统学电动车项目工程建设师而言。wBMS不仅为路特斯提供更多了一条快速简便的途径来合作开发多功能性、扩展性和优化的性能,而且移除工作台后留下的空隙还在新车设计中提供更多了安装更多电池组组的方法。在适当的情况下,动力系统电控中可以安装更多的电池组,从而可提升动力系统性能并延长车辆行驶里程。

Roger Keen表示:“路特斯的工程建设师现在可以自由地按照他们认为合适的方式设计电动汽车,而不是在电池组工作台的限制下尽量地设计电动汽车。”

无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来

提升监控能力和安全可靠性,与此同时降低复杂性

电池组组中存在成百上千个电池组单元,如果每一个电池组单元都要用一根导线连上它的正极和负极,那将是一场错综复杂的噩梦。因此,采用有限电池组布线的有线电池组信息系统无法监控每个电池组单元。电池组的健康状态也就无法测量,而只能通过检查电池组的总体充电状态来推断。低电量或废电池组检测不出来。

在有线BMS中,一组电池组单元会传输一个有线信号,将安全可靠数据发送到云端并安全可靠地存储。路特斯控制技术人员或当地技工可以使用笔记本电脑深入查看大量信息,包括电池组组中每组并联电池组的充电状态和健康状态。OEM厂商可以从总部轻松快速地升级电池组软件。wBMS为路特斯工程建设师提供更多了稳定性和云级网络安全可靠,而又不会增加复杂性。

无需手动操作

在传统的有线BMS中,电池组模块之间需要有开放的空间,以便人手伸进去连接很多电缆和连接器。有线BMS模块只有两个端子,模块可以更紧密地挤在一起,提升了密度,缩小了外形尺寸。端子可以很容易地用纤薄的机器人工具进行连接。

机器人装配带来了密度更高的电池组组。二次使用中通过机器人进行电池组组装和拆卸快速、安全可靠且准确,为路特斯等电动车生产商节省了时间和金钱。

ADI电动汽车控制技术总监Gina Aquilano表示,“有线BMS支持电池组组的健康状态测量和机器人组装与拆卸,确保能识别和移除容量不足的电池组单元,并有效地修复电池组组。”

可保护性:不只是二次使用

经过多年使用后,有线电通信池组组的容量会减少,不再是实现优化电动车电源性能的出色选择,这时可以很容易地重新调整电池组组的用途,用于清洁和可持续的二次应用,例如要求较高的能源储存系统和世界各地的电网。“旧的”电动车电池组可用于储存过剩的太阳能和风能来,从而助推实现今后的复线蓝图。

路特斯电动汽车动力系统与底盘工程建设总监Richard Lively表示:“每当有一个电池组单元或几个电池组单元过早地失去容量时,就要更换整个电池组组,这是一种不可持续的商业模式。ADI子公司的wBMS为他们的可保护性需求提供更多了一个快速简单且经济高效的软件系统。”

无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来

路特斯没有给其任何这款电动汽车设定生命周期,许多车型在25或30年后仍作为经典车型在路上行驶,这给生产商带来了难题。一辆几乎没有半衰期的电动汽车需要您让它“永远”保持运转,与此同时在整个电动汽车使用寿命内使电池组保持出色的性能。

采用wBMS时,由于电池组模组只有两个端子(正极和负极),并且是软件可编程的,可以实现快捷的在线升级,使得道路车辆与赛车的保护更加轻松快捷。电芯控制器与电池组模组作为一个可保护单元一起使用,进一步简化服务模式。

维修业务模式并不是什么新鲜事。从家用电器到牙齿修复,维修业务几乎是当今所有行业的重要基石。电动车电池组修复也将为当地技工、备件分销商和原始设备生产商带来巨大的商机。它对打造出可持续产业发展自然环境的影响是巨大的。

“其他BMS竞争对手都没法提供更多像ADI子公司那样的电池组修复能力。可保护性将有助于使路特斯与其他电动车制造商区别开来,并减少了多达6吨的碳排放,”Shane OMahony说道,“而且它还有助于确保路特斯电动汽车车主享受数十年的高效能驾驶乐趣。”

无线电池管理系统与高性能电动汽车的未来wBMS能识别电池组的异常情况,方便快速更换电池组,从而延长了电池组的使用使用寿命,节省了时间和成本。

可持续产业发展的今后和激动人心的驾驶体验

考虑到消费者开始注重环保,与此同时也为了提供更多较长的产品使用寿命和高效能,ADI和路特斯在合作时便以高性能、可保护性和可持续性作为目标。

在工程设计方面所做的创新工作实现了更小的封装尺寸、更慢的布线和更小的电池组组体积,以及一个灵活的系统(横跨多种设计),使其更易于扩展,并且组装和拆卸起来更快、更安全可靠。可保护电池组为工业和原始设备生产商带来了大量商机,与此同时使他们向打造出更清洁、更健康的火星又迈进了一步。

在接下来的产业发展历程中,大胆创新和激进思维又将助推路特斯向前迈出一大步。

关于ADI子公司

Analog Devices, Inc. 是亚洲地区领先的半导体子公司,致力于在现实世界与数字世界之间架起桥梁,以实现智能边缘领域的开创性创新。ADI提供更多结合模拟、数字和软件控制技术的软件系统,推动数字化工厂、电动汽车和数字医疗等领域的持续产业发展,应对气候变化挑战,并建立人与世界万物的可靠互联。ADI子公司2022财年收入超过120亿美元,亚洲地区员工2.4万余人。联手亚洲地区12.5万家客户,ADI助推创新者不断超越一切可能。

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