“منذ وقت ليس ببعيد ، أعلن الموقع الرسمي لجنرال موتورز أنه سيكون الأول في الصناعة الذي يدرك تطبيق نظام إدارة البطاريات اللاسلكية (BMS) في السيارات الكهربائية ذات الإنتاج الضخم. هذه التكنولوجيا التي تم تطويرها بالاشتراك مع ADI تعتمد بالكامل تقريبًا على الشبكات اللاسلكية ، و جميع السيارات الكهربائية من جنرال موتورز المبنية على بطاريات Ultium تأتي جميع السيارات بشكل قياسي مع نظام لاسلكي لإدارة البطاريات. لا يحتاج كل طراز جديد مزود بنظام إدارة البطارية اللاسلكية إلى تطوير نظام اتصالات مخصص وإعادة تصميم مخطط تسخير الأسلاك ، وهو ما يفضي إلى التطبيق الواسع النطاق لبطاريات Ultium ، التي تغطي العديد من العلامات التجارية وقطاعات السوق المتعددة من الشاحنات الصغيرة إلى المركبات عالية الأداء ، وتعزيز الإطلاق السريع لمنتجات السيارات الكهربائية.
“
منذ وقت ليس ببعيد ، أعلن الموقع الرسمي لجنرال موتورز أنه سيكون الأول في الصناعة الذي يدرك تطبيق نظام إدارة البطاريات اللاسلكية (BMS) في السيارات الكهربائية ذات الإنتاج الضخم. هذه التكنولوجيا التي تم تطويرها بالاشتراك مع ADI تعتمد بالكامل تقريبًا على الشبكات اللاسلكية ، و جميع السيارات الكهربائية من جنرال موتورز المبنية على بطاريات Ultium تأتي جميع السيارات بشكل قياسي مع نظام لاسلكي لإدارة البطاريات. لا يحتاج كل طراز جديد مزود بنظام إدارة البطارية اللاسلكية إلى تطوير نظام اتصالات مخصص وإعادة تصميم مخطط تسخير الأسلاك ، وهو ما يفضي إلى التطبيق الواسع النطاق لبطاريات Ultium ، التي تغطي العديد من العلامات التجارية وقطاعات السوق المتعددة من الشاحنات الصغيرة إلى المركبات عالية الأداء ، وتعزيز الإطلاق السريع لمنتجات السيارات الكهربائية.
في الواقع ، BMS اللاسلكية ليست موضوعًا جديدًا. في CES في عام 2017 ، تم عرض سيارة كهربائية مفهوم “BMW i3” من عام 2020. مع شكلها المستقبلي ، أذهلت هذه السيارة النموذجية الجمهور. في ذلك الوقت ، تم تجهيزها بـ نظام BMS اللاسلكي من Linear (الذي تم الحصول عليه من قبل ADI). نقلت BMS اللاسلكية السيارة المفاهيمية من CES إلى الوقت الحاضر حيث يمكن إنتاجها بكميات كبيرة ، كما خضع سوق السيارات الكهربائية لتغييرات جذرية. في الآونة الأخيرة ، أصدر مسؤولو ADI تقريرًا إخباريًا عن “إطلاق أول نظام لاسلكي لإدارة البطاريات للسيارات الكهربائية في صناعة السيارات”.
ركز على إدارة البطارية وخلق قوة دافعة أساسية
وفقًا لإحصاءات جمعية نقل الركاب الصينية ، بلغت مبيعات سيارات الركاب ذات الطاقة الجديدة في الصين في عام 2019 والنصف الأول من عام 2020 1.025 مليون و 313000 وحدة على التوالي ، بمعدل نمو سنوي قدره 3.2٪ و -44.0٪ على التوالي. بالإضافة إلى الأسباب الخاصة للوباء ، تعتقد الصناعة أن هذا يعني أن سيارات الطاقة الجديدة في الصين قد دخلت فترة من التكيف من فترة النمو السريع. والسبب وراء ذلك هو أنه بصرف النظر عن إضعاف دعم السياسة ، فإن تعتبر سلامة بطاريات السيارات التي تعمل بالطاقة وانخفاض معدل القيمة المتبقية المستعملة من العوامل المهمة التي تؤثر على نمو مبيعات سيارات الطاقة الجديدة. كيف تندلع في سوق قد يتباطأ فيه النمو ، وتستهدف صميم مركبات الطاقة الجديدة – إمدادات الطاقة ، وبناء القدرة التنافسية التكنولوجية ، أمران في غاية الأهمية.
ليس من قبيل المبالغة وصف مصدر الطاقة بأنه جوهر مركبات الطاقة الجديدة. في الوقت الحالي ، تستخدم سيارات الطاقة الجديدة في السوق بشكل أساسي بطاريات الليثيوم لتوفير الطاقة. تمثل تكلفة بطاريات الطاقة أكثر من ثلث تكلفة السيارة بأكملها وهي العامل الأساسي الذي يحدد أداء السيارة. ، في سوق السيارات المستعملة ، يعد الحكم على صحة البطارية أيضًا معيارًا مهمًا لتقييم القيمة المتبقية. تحدد الخصائص المادية لبطاريات الليثيوم أيون التي ستستمر في التآكل أيضًا أهمية نظام إدارة البطارية BMS ، وهو الرابط بين البطارية والمستخدم.
تحصل BMS بدقة على الطاقة المتبقية
لذلك ، فإن كيفية تحقيق اختراقات مبتكرة في الأداء والتكلفة والسلامة لمركبات الطاقة الجديدة من خلال الاختراقات في تكنولوجيا إدارة البطاريات هي الاتجاه الرئيسي للبحث والتطوير لشركات السيارات الكبرى وشركات البطاريات. في الأخبار الرسمية لإصدار ADI لأول نظام لاسلكي لإدارة البطاريات للسيارات الكهربائية في صناعة السيارات ، ذكرت أيضًا أن “جميع الدوائر والأجهزة والبرامج المتكاملة ، مثل إمدادات الطاقة وإدارة البطارية واتصالات التردد اللاسلكي ووظائف النظام ، متكاملة في نظام واحد. Level Product “، الذي يدعم سلامة ASIL-D والسلامة على مستوى الوحدة من خلال استخدام تقنية قياس خلايا البطارية BMS الرائدة في الصناعة والتي أثبتت كفاءتها من ADI.
تكمن الميزة التنافسية الأساسية لتمايز أنظمة إدارة المباني في دقة قياس البطاريات. باستخدام تقنية مراقبة البطارية عالية الدقة من ADI ، يمكن زيادة سعة البطارية المتاحة ونطاق القيادة المقابل بنسبة 10٪ -15٪. بالمقارنة مع أنظمة إدارة البطارية التقليدية BMS ، يعتمد حل ADI على دقة قياس تبلغ 5٪ ، وتفريغ 25٪ كحد أدنى من الطاقة الآمنة والشحن إلى 85٪ كحد أقصى من الطاقة الآمنة ، مما يترك البطارية مع 60٪ فقط من الطاقة القابلة للاستخدام. إذا تم تقليل خطأ القياس من 5٪ إلى 1٪ ، يمكن زيادة الطاقة القابلة للاستخدام من 60٪ إلى 68٪ ، ويمكن تقليل سعة التفريغ من 25٪ إلى 21٪ من الحد الأدنى للطاقة الآمنة. عندما تكون حزم البطاريات متشابهة ، يمكن أن يؤدي استخدام جهاز إدارة بطارية ADI لاسلكي BMS أكثر دقة إلى قياس أخطاء القياس هذه بدقة أكبر ، وتكون الأخطاء أصغر.
يمكن أن يؤدي قياس البطارية بدقة قصوى تبلغ 5٪ إلى حل قلق البطارية لمركبات الطاقة الجديدة بشكل فعال. وفقًا للوائح ، يجب “تقاعد” بطاريات مركبات الطاقة الجديدة ذات السعة المتبقية التي تقل عن 80٪. يمكن لمعدات إدارة البطارية ADI اللاسلكية BMS قراءة وإدارة الطاقة في بطارية الطاقة بدقة ، ومراقبة صحة حزمة البطارية بشكل حقيقي الوقت ، واتبع ضبط الوحدات وأجهزة الاستشعار لضمان صحة البطارية خلال دورة حياة السيارة ، وإطالة وقت استخدام مركبات الطاقة الجديدة ، ومواكبة ظروف البطارية ، وتحسين معدل القيمة المتبقية المستعملة للطاقة الجديدة مركبات. حتى عندما يتم سحب بطارية الطاقة من مركبة الطاقة الجديدة ، يمكن أن تضمن الإدارة الدقيقة للطاقة إمكانية استخدام حزمة بطارية الطاقة مرتين في العديد من المجالات مثل إضاءة الجبال ، ويمكن استخدام البطارية عدة مرات.
كسر أغلال الأسلاك ، واتصال SmartMesh اللاسلكي والموثوق
تقليديًا ، تم اعتبار أن المعدن وبيئة التداخل الكهرومغناطيسي العالية في السيارة قاسية جدًا ، ومن الصعب استخدام النظام اللاسلكي كحامل اتصال داخلي للمركبة. ومع ذلك ، يمكن لشبكة SmartMesh الخاصة بـ ADI استخدام مجموعة متنوعة من القنوات والترددات لتجاوز العوائق التي تحول دون نقل المعلومات اللاسلكية وتقليل التداخل ، وبالتالي توفير نظام اتصال بيني متكرر بالفعل ، مما يقلل بشكل كبير من عدد أسلاك التوصيل في السيارة ويحل إمكانية تشغيل السيارة وبدلاً من ذلك ، توفر الأعطال الميكانيكية الناتجة في توجيه الموصل والكابل والعتاد موثوقية شاملة للنظام وتبسط تصميم أنظمة إدارة المركبات.
نظام إدارة البطارية اللاسلكية BMS
تتمتع أنظمة إدارة المباني المزودة بشبكات SmartMesh بالقدرة على توفير إمكانات جديدة غير متوفرة حاليًا مع الأنظمة السلكية. تتيح الشبكة المعشقة اللاسلكية وضعًا مرنًا لوحدات البطارية ، بالإضافة إلى وضع المستشعر حيث لم يكن مناسبًا في السابق لتوجيه التوجيه. عن طريق إضافة مستشعرات تدعم SmartMesh ، يمكن لمدير BMS أيضًا جمع بيانات أخرى ، مثل التيار ودرجة الحرارة ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بدقة حسابات حالة شحن البطارية (SoC). يقوم SmartMesh تلقائيًا بمزامنة وقت كل عقدة في غضون ميكروثانية ويضع طوابع زمنية دقيقة لقياسات كل عقدة. تعد القدرة على ربط القياسات من أماكن مختلفة في السيارة بالوقت قدرة قوية لإجراء حسابات أكثر دقة لحالة شحن البطارية (SoC) والحالة الصحية (SOH). تعمل عقد SmartMesh مع إمكانات المعالجة المحلية في كل وحدة على تحسين تشغيل BMS ومن المحتمل أن تُمكّن وحدات البطاريات الذكية التي توفر تشخيصات للوحدات النمطية والاتصالات لتحسين مستويات التجميع والخدمة.
تقدم ADI wireless BMS أيضًا أفكارًا جديدة للوزن الخفيف للسيارات. توفر بطارية Ultium التي أنتجتها جنرال موتورز بكميات كبيرة هذه المرة ما يصل إلى 90٪ من مجموعة الأسلاك وما يصل إلى 15٪ من حجم حزمة البطارية. كما أنها تقلل إلى حد كبير المسافة المقطوعة والدقة أثناء عمر البطارية دون التأثير على عمر البطارية. الوزن من السيارة بأكملها يساعد بشكل كبير على التصميم العام للسيارة. لطالما كانت السيارات خفيفة الوزن موضوعًا ساخنًا. “من الأفضل أن تفقد عشرة أحصنة بدلاً من أن تكتسب كيلوغرامًا واحدًا” ، وهيكل المواد المركبة ، وتحسين هيكل جسم السيارة … يعمل مهندسو السيارات دائمًا على إرهاق عقولهم “لفقدان الوزن” من أجل السيارة. يمكن أن يساعد تقليل الوزن في مجموعة الأسلاك التي توفرها BMS اللاسلكية من ADI في تحقيق مزيد من المرونة في التعامل مع السيارة وإطالة عمر السيارة.
توسع خدمة BMS اللاسلكية المزيد من الاحتمالات لإدارة بطارية الطاقة الجديدة
في بيان صحفي لـ ADI ، أبرزت ADI أيضًا أنه من خلال تحسين الدقة على مدى عمر السيارة ، تعمل أنظمة BMS اللاسلكية على زيادة استخدام الطاقة للخلايا الفردية ، مما يؤدي إلى نطاق ممتاز للمركبة ودعم كيميائيات بطاريات الكوبالت الآمنة والمستدامة مثل فوسفات الحديد الليثيوم ( LFP). بالإضافة إلى ذلك ، تتيح وظيفة النظام الإضافية لنظام BMS اللاسلكي للبطارية قياس الأداء الخاص بها والإبلاغ عنه ، وتحسين الكشف المبكر عن الأخطاء وتحسين تجميع حزمة البطارية. يتم تمكين مراقبة البيانات عن بعد طوال دورة حياة البطارية ، من تجميع البطارية إلى التخزين والنقل ، إلى التركيب والصيانة واستخدام التسلسل.
جدير بالذكر أنه خلال “منتدى الصين للمركبات الكهربائية 100 (2020)” الذي عقد في بداية العام ، وقعت ADI و China Electric Vehicle 100 مذكرة تعاون استراتيجي للشروع معًا في إنشاء “مفصل دورة حياة البطارية الكاملة للبطارية”. مركز الابتكار “. تعد البطارية مكونًا مهمًا لمركبة الطاقة الجديدة ومصدر الطاقة لمركبة الطاقة الجديدة. إن تحقيق مراقبة دورة الحياة الكاملة وإدارة سعة بطارية الطاقة ، والعمر ، والسلامة ، والاختبار ، وإعادة التدوير ، وما إلى ذلك أمر بالغ الأهمية لتعزيز الترويج واستخدام مركبات الطاقة الجديدة. سيبدأ مركز الابتكار الذي تم إنشاؤه هذه المرة في التحقيق في سلسلة من المشكلات الرئيسية في مجال بطاريات السيارات ذات الطاقة الجديدة وحلها ، مثل سلامة البطاريات وتقييم البطارية ومشاركة البيانات ، وسوف يجذب المزيد من الشركات الرائدة في سلسلة الصناعة لتشكيل عبر الصناعة ، متعدد التخصصات ، منصة بحثية متعددة القطاعات. ليس هناك شك في أن نظام BMS القائم على تقنية ADI اللاسلكية يمكنه مراقبة وتسجيل بيانات خصائص الطاقة الشاملة لكل حزمة بطارية خلال دورة الحياة الكاملة لحزمة البطارية ، ويمكن تسميتها بسهولة ، وهي قيمة أساسية للثاني- سوق اليد لمركبات الطاقة الجديدة. = يوفر أداء حزمة البطارية بيانات شفافة ، مما يؤدي إلى تقييم عادل للقيمة المتبقية للسيارة المستعملة. بالإضافة إلى ذلك ، بعد تقاعد سيارات الطاقة الجديدة ، ستلعب بيانات المراقبة هذه أيضًا دورًا مهمًا في الاستخدام الثانوي لحزم البطاريات.
لخص
بالإضافة إلى استخدامها في BMS داخل السيارة ، فإن شبكات الاستشعار اللاسلكية المضمنة SmartMesh مع موثوقية البيانات بنسبة تزيد عن 99.999٪ وعمر البطارية الذي يزيد عن 10 سنوات تجعل نشر شبكات الاستشعار اللاسلكية في أكثر البيئات تحديًا أمرًا عمليًا: بغض النظر عن وجودها في الميدان الأتمتة الصناعية ومركز البيانات والمراقبة عن بُعد … يمكن أن تتألق SmartMesh ، حيث تقدم حلولًا أكثر ذكاءً وصديقة للبيئة وأكثر كفاءة لنقل البيانات.