百人会2021云论坛｜德州仪器师英：无线BMS会给新能源汽车带来进一步变革

1月15日至17日，主题为“发展新格局与汽车产业变革”的第七届中国电动汽车百人会论坛(2021)在北京举行。今年的百人会论坛首次在网上举行。来自国内外政府、行业组织、研究机构和相关企业的200多位代表在线分享观点、交流心得。17日上午，以“新技术、新模式、新平台、新生态”为主题的未来电池论坛拉开帷幕，大家深入探讨了电池行业在新的发展格局下的发展战略和政策。在论坛上，德州仪器中国区首席应用技术专家应时做了精彩的演讲。以下为演讲实录:

在接下来的15分钟里，我将代表德州仪器半导体技术有限公司给大家做一个关于无线BMS的专题报告，这是一个完整的符合ISO26262 ASIL-D标准的系统解决方案。这个解决方案上周也通过CES的平台在全球推出，今天也通过EV100论坛的平台在国内推出。当我们考虑电动汽车的BMS系统时，我们会在系统层面上考虑一些设计挑战，因为在现有的电池组中，每个电池组、每个电池单元和每个模块都通过电缆连接，我指的是通信电缆。目前新能源汽车的电池组里所有的通讯基本都是菊花链式的，需要线缆。为了保证整个通信的可靠性，线缆全部采用材料密度相对较高的重铜线，所以会。此外，我们在与客户沟通时发现，对于一个BMS系统来说，其故障率往往出现在线缆和连接器上，这使得传统BMS的成本和维护付出了相当大的代价。另一方面，电池组中铜线的容量也使得一些空间无法放置电池，这意味着可能会浪费一些空间。基于这些设计挑战，我们在传统有线楼宇管理系统的基础上进行了一些技术创新。在这两张框图的左侧，您可以看到我们传统有线BMS的PPT。左边框图的右边部分是CSU，它在电池的管理单元中。我们可以看到有一个菊花链电缆连接，它将每个模块串联起来，然后与BMU通信。另外，每个CSU之间以及通信桥芯片和BMU之间会有很多电气隔离器件和器件，这些隔离器件也会带来一些成本。所以在右边的无线创新BMS系统中，我们可以抛弃菊花链的厚重铜线电缆连接，也可以去掉很多隔离器件，使得整个BMS系统的成本更加优化。TI的BMS方案有几个特点。首先是在2020年夏天，该系统通过了TUV罕见的ISO26262 ASIL-D系统功能安全认证。众所周知，当我们谈论任何系统的功能安全时，我们谈论的是系统级别。作为一个完整的系统，我们的整个BMS系统解决方案获得了TUV少有的认证。我们BMS系统的无线通信网络是专门针对无线BMS应用的具体使用场景而开发的一套无线通信网络协议，我们可以实现99.999%的无线网络可用性。另外，在电池管理本身的技术方案上，可以实现不同模块和平台之间的跨越。在设计的时候，我们都使用相同的设计系统，可以兼容最多种类的电池，模块的大小，甚至像CTP这样各种不同的设计平台。TI的无线BMS方案中的两个核心器件是我们的CC2662和BQ79616芯片。左边的CC2662芯片是我们满足汽车Q100认证的无线通信芯片，它是一个无线片上系统，即它包括一个单片机，无线通信和协议站都集成在里面。刚才提到我们专门为无线BMS系统开发的专有无线BMS的网络方案也是提前集成在这个芯片里的。这个芯片本身就是Q100，也是符合ISO26262 QM的芯片。右边的BQ79616就是我们现在正在推广的BMS的监控和平衡管理芯片。虽然这个芯片这里只写BQ79616，但它是一个系列，兼容12串、14串、16串等多种串……48伏应用的数字组合，该系列芯片与软件兼容。当不同的模块和组件组合时，它可以带来更大的方便和成本。如果我们恰好需要一个28串电池的模块，如果用16串芯片，就会有两串16或者32，4串的管理单元就浪费了。如果用我们的12串配16串芯片，正好是28串，不会浪费任何一个通道。刚才我提到了无线网络的可用性。我提到我们无线网络的可用性可以达到99.999%。也就是说无线网络故障的概率非常非常低。一旦出现故障，我们可以在300毫秒内重新建立无线连接网络。此外，我们设计了无线网络的通信时序，可以大大提高数据存储和无线传输的低延迟。数据存储容量可以达到1.2Mbps，然后每个节点的延迟会控制在两毫秒以下。那么电池监控本身就可以让每个无线节点向主MCU发送精度误差不超过两毫伏的电池电压数据和温度数据，网络包的错误率控制在10的负7次方。除了网络可用性和功能安全性这些方面，系统信息安全还有很多考虑因素。我们的网络具有独特的密钥交换和刷新功能、设备间的相互认证和调试安全性等。这些都是基于AES128位加密处理器，通过软件实现的。我们无线BMS的解决方案不仅仅是两个芯片，还有从软件到硬件的一整套设计，可以帮助我们的客户在很短的时间内完成整套系统的设计和调试。在性能方面，它可以支持超过100个节点。如果每个节点有16串，那么电池组非常庞大，基本满足目前各种新能源汽车行业使用的电池组的容量和电压。然后，每个节点都有小于2毫秒的超低延迟。在每个节点上，每个节点都会被打上一个时间戳来完成通信，这样每个小区测到的时间点就可以同步。这个解决方案从现在开始可以从我们的网站或者我们售楼处的同事那里获得，无论是硬件还是软件。我们的SDK是无线BMS网络的SDK，可以在TI.COM网站免费下载，在TI.COM也可以购买到这个无线BMS的开发套件。这两款芯片CC2662和BQ79616也已经完全量产。最后，我想强调一下，德州仪器作为全球领先的半导体供应商，多年来一直深耕中国市场。目前，我们在中国有3个R&D中心、17个销售办事处和一个端到端的生产、包装和测试工厂。2021年，我们工厂的二期也将投入使用。由此可以看出，TI在中国市场的投入正在不断加深，我们正在不断努力，在中国设计，在中国制造，然后在中国服务我们在中国的本地客户。在汽车领域，我们几年前就有了垂直服务，各个方面的客户，从车厂到供应商，一直都有专业的服务团队。从半导体产品的创新来说，我们目前有7000多种汽车级产品。从2014年开始，我们的汽车电子专用芯片每年以数百的增量增加。未来几十年，我们将继续加大对汽车电子的投资。每年，如果你关注我们的报告，我们会在汽车电子和研发方面投入很多，除了芯片产品，我们还在系统层面为客户提供很多解决方案，比如我刚才提到的无线BMS解决方案。到目前为止，我们已经有150多个像刚才提到的无线BMS这样的系统级解决方案，作为一些参考设计或者基本的模块化设计提供给我们的客户，让我们的客户在开发自己的产品时不会从零开始，然后尽可能的缩短设计时间。到目前为止，我们在汽车领域的参考设计已经超过350种，我们所有的芯片和方案都符合汽车电子所要求的行业质量标准的要求。另外，在供应安全方面，我们在全球有14个生产基地，这也是德州仪器与大多数半导体公司的区别，即我们的产能属于德州仪器本身。我刚刚提到了CFAB，这将是一个……o在成都做一个集前端制造和后端安装测试于一体的自动化工厂。我们每年为汽车电子开发的专有技术和封装也会有很多创新和发明，让产品的可靠性和新能源的价格比不断提高。另一个是保证质量，按时交货，按时交货的核心取决于我们14个生产基地的生产能力。因此，我们相信在未来几年，无线BMS将为新能源汽车带来进一步的变化，使其更轻、更高效，然后更安全。1月15日至17日，主题为“发展新格局与汽车产业变革”的第七届中国电动汽车百人会论坛(2021)在北京举行。今年的百人会论坛首次在网上举行。来自国内外政府、行业组织、研究机构和相关企业的200多位代表在线分享观点、交流心得。17日上午，以“新技术、新模式、新平台、新生态”为主题的未来电池论坛拉开帷幕，大家深入探讨了电池行业在新的发展格局下的发展战略和政策。在论坛上，德州仪器中国区首席应用技术专家应时做了精彩的演讲。以下为演讲实录:

在接下来的15分钟里，我将代表德州仪器半导体技术有限公司给大家做一个关于无线BMS的专题报告，这是一个完整的符合ISO26262 ASIL-D标准的系统解决方案。这个解决方案上周也通过CES的平台在全球推出，今天也通过EV100论坛的平台在国内推出。当我们考虑电动汽车的BMS系统时，我们会在系统层面上考虑一些设计挑战，因为在现有的电池组中，每个电池组、每个电池单元和每个模块都通过电缆连接，我指的是通信电缆。目前新能源汽车的电池组里所有的通讯基本都是菊花链式的，需要线缆。为了保证整个通信的可靠性，线缆全部采用材料密度相对较高的重铜线，所以会。此外，我们在与客户沟通时发现，对于一个BMS系统来说，其故障率往往出现在线缆和连接器上，这使得传统BMS的成本和维护付出了相当大的代价。另一方面，电池组中铜线的容量也使得一些空间无法放置电池，这意味着可能会浪费一些空间。基于这些设计挑战，我们在传统有线楼宇管理系统的基础上进行了一些技术创新。在这两张框图的左侧，您可以看到我们传统有线BMS的PPT。左边框图的右边部分是CSU，它在电池的管理单元中。我们可以看到有一个菊花链电缆连接，它将每个模块串联起来，然后与BMU通信。另外，每个CSU之间以及通信桥芯片和BMU之间会有很多电气隔离器件和器件，这些隔离器件也会带来一些成本。所以在右边的无线创新BMS系统中，我们可以抛弃菊花链的厚重铜线电缆连接，也可以去掉很多隔离器件，使得整个BMS系统的成本更加优化。TI的BMS方案有几个特点。首先是在2020年夏天，该系统通过了TUV罕见的ISO26262 ASIL-D系统功能安全认证。众所周知，当我们谈论任何系统的功能安全时，我们谈论的是系统级别。作为一个完整的系统，我们的整个BMS系统解决方案获得了TUV少有的认证。我们BMS系统的无线通信网络是专门针对无线BMS应用的具体使用场景而开发的一套无线通信网络协议，我们可以实现99.999%的无线网络可用性。另外，在电池管理本身的技术方案上，可以实现不同模块和平台之间的跨越。在设计的时候，我们都使用相同的设计系统，可以兼容最多种类的电池，模块的大小，甚至像CTP这样各种不同的设计平台。TI的无线BMS方案中的两个核心器件是我们的CC2662和BQ79616芯片。左边的CC2662芯片是我们遇到的Q100 cer的无线通信芯片……它是一个无线片上系统，即它包括一个单片机，无线通信和协议站都集成在其中。刚才提到我们专门为无线BMS系统开发的专有无线BMS的网络方案也是提前集成在这个芯片里的。这个芯片本身就是Q100，也是符合ISO26262 QM的芯片。右边的BQ79616就是我们现在正在推广的BMS的监控和平衡管理芯片。虽然这个芯片这里只写BQ79616，但它是一个系列，从12串、14串、16串等多种串数组合兼容48伏应用，该系列芯片兼容软件。当不同的模块和组件组合时，它可以带来更大的方便和成本。如果我们恰好需要一个28串电池的模块，如果用16串芯片，就会有两串16或者32，4串的管理单元就浪费了。如果用我们的12串配16串芯片，正好是28串，不会浪费任何一个通道。刚才我提到了无线网络的可用性。我提到我们无线网络的可用性可以达到99.999%。也就是说无线网络故障的概率非常非常低。一旦出现故障，我们可以在300毫秒内重新建立无线连接网络。此外，我们设计了无线网络的通信时序，可以大大提高数据存储和无线传输的低延迟。数据存储容量可以达到1.2Mbps，然后每个节点的延迟会控制在两毫秒以下。那么电池监控本身就可以让每个无线节点向主MCU发送精度误差不超过两毫伏的电池电压数据和温度数据，网络包的错误率控制在10的负7次方。除了网络可用性和功能安全性这些方面，系统信息安全还有很多考虑因素。我们的网络具有独特的密钥交换和刷新功能、设备间的相互认证和调试安全性等。这些都是基于AES128位加密处理器，通过软件实现的。我们无线BMS的解决方案不仅仅是两个芯片，还有从软件到硬件的一整套设计，可以帮助我们的客户在很短的时间内完成整套系统的设计和调试。在性能方面，它可以支持超过100个节点。如果每个节点有16串，那么电池组非常庞大，基本满足目前各种新能源汽车行业使用的电池组的容量和电压。然后，每个节点都有小于2毫秒的超低延迟。在每个节点上，每个节点都会被打上一个时间戳来完成通信，这样每个小区测到的时间点就可以同步。这个解决方案从现在开始可以从我们的网站或者我们售楼处的同事那里获得，无论是硬件还是软件。我们的SDK是无线BMS网络的SDK，可以在TI.COM网站免费下载，在TI.COM也可以购买到这个无线BMS的开发套件。这两款芯片CC2662和BQ79616也已经完全量产。最后，我想强调一下，德州仪器作为全球领先的半导体供应商，多年来一直深耕中国市场。目前，我们在中国有3个R&D中心、17个销售办事处和一个端到端的生产、包装和测试工厂。2021年，我们工厂的二期也将投入使用。由此可以看出，TI在中国市场的投入正在不断加深，我们正在不断努力，在中国设计，在中国制造，然后在中国服务我们在中国的本地客户。在汽车领域，我们几年前就有了垂直服务，各个方面的客户，从车厂到供应商，一直都有专业的服务团队。从半导体产品的创新来说，我们目前有7000多种汽车级产品。从2014年开始，我们的汽车电子专用芯片每年以数百的增量增加。未来几十年，我们将继续加大对汽车电子的投资。每年，如果你关注我们的报告，我们会在汽车电子和研发方面投入很多，除了芯片产品，我们还在系统层面为客户提供很多解决方案，比如我刚才提到的无线BMS解决方案。到目前为止，我们已经有超过150个系统级解决方案，比如刚才提到的无线楼宇管理系统，这些都是提供给我们的客户作为参考的……ence设计或基本模块化设计，让我们的客户在开发自己的产品时不会从零开始，然后尽可能缩短设计时间。到目前为止，我们在汽车领域的参考设计已经超过350种，我们所有的芯片和方案都符合汽车电子所要求的行业质量标准的要求。另外，在供应安全方面，我们在全球有14个生产基地，这也是德州仪器与大多数半导体公司的区别，即我们的产能属于德州仪器本身。我刚才提到了CFAB，它也将是一个集成前端制造和后端安装和测试的自动化工厂。我们每年为汽车电子开发的专有技术和封装也会有很多创新和发明，让产品的可靠性和新能源的价格比不断提高。另一个是保证质量，按时交货，按时交货的核心取决于我们14个生产基地的生产能力。因此，我们相信在未来几年，无线BMS将为新能源汽车带来进一步的变化，使其更轻、更高效，然后更安全。

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