2021年1月15日，第七屆中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇(2021)以“新發(fā)展格局與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革”為主題拉開(kāi)大幕。會(huì)期為2021年1月15-17日，大會(huì)主題聚焦“新發(fā)展格局與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革”，3天會(huì)議期間共設(shè)置2場(chǎng)高層論壇以及7場(chǎng)主題論壇。

　　2021年1月17日，活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，德州儀器中國(guó)區(qū)首席應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)家?guī)熡l(fā)表了講話(huà)，以下為演講實(shí)錄：

　　我代表德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)有限公司給大家做一個(gè)關(guān)于無(wú)線(xiàn)BMS的專(zhuān)題報(bào)告。這是一整套的符合ISO26262 ASIL-D標(biāo)準(zhǔn)的，完整的系統(tǒng)解決方案，這一套解決方案也是我們上周借著CES的平臺(tái)在全球首發(fā)，今天也是借著EV100論壇的平臺(tái)在國(guó)內(nèi)首發(fā)。

　　當(dāng)我們考慮電動(dòng)汽車(chē)BMS系統(tǒng)的時(shí)候，我們看在系統(tǒng)級(jí)別有什么樣的一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，因?yàn)楝F(xiàn)有的在PACK里面每一個(gè)電池包，每一個(gè)電芯到每一個(gè)模組，模組之間都是電纜連接起來(lái)，我指通信的電纜，目前所有基本上新能源汽車(chē)電池包里面的通信都是菊花鏈方式連接，這個(gè)連接方式就需要電纜，而為了保證整個(gè)通信的可靠性，電纜都是用材質(zhì)密度比較大的重型銅線(xiàn)，所以會(huì)增加很多的重量。另外我們?cè)诟覀兊目蛻?hù)去溝通的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，對(duì)一個(gè)BMS系統(tǒng)來(lái)講，它的故障率往往出現(xiàn)在電纜和連接器上面，這都使得傳統(tǒng)BMS的成本和維護(hù)都要付出相當(dāng)大的代價(jià)。

　　從另外一個(gè)方面來(lái)銅線(xiàn)在電池包內(nèi)部所占的容量也使得有一部分空間不能放置電芯，也就是說(shuō)有一部分空間可能是被浪費(fèi)掉了。

　　基于這樣的一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，我們?cè)趥鹘y(tǒng)的有線(xiàn)BMS基礎(chǔ)上做了一些技術(shù)的革新，大家現(xiàn)在看到的這兩幅框圖的左邊是我們傳統(tǒng)的有線(xiàn)BMS的框圖(PPT)。左邊這幅框圖的右邊一部分CSU，就是在電芯的管理單元里邊，我們可以看到有一條菊花鏈的電纜連接，把每一個(gè)模組串聯(lián)起來(lái)，然后和BMU來(lái)進(jìn)行通信。另外就是說(shuō)在每一個(gè)CSU之間，和通信的橋接芯片到BMU之間都會(huì)有很多電器隔離的設(shè)備和器件，這些隔離的器件也會(huì)帶來(lái)一部分的成本。所以在右邊無(wú)線(xiàn)創(chuàng)新的BMS系統(tǒng)里面，我們可以?huà)仐壘栈ㄦ湹闹匦豌~線(xiàn)的電纜連接，也可以移除掉很多隔離的器件，使得整個(gè)BMS系統(tǒng)的成本更加優(yōu)化。

　　TI的BMS方案有幾個(gè)特點(diǎn)，第一個(gè)是我們?cè)?020年夏天這一套系統(tǒng)通過(guò)了TUV難得的ISO26262 ASIL-D系統(tǒng)功能安全認(rèn)證，大家知道任何一個(gè)系統(tǒng)我們談到功能安全的時(shí)候談的是系統(tǒng)級(jí)，我們整個(gè)BMS這一套系統(tǒng)解決方案作為一個(gè)完整的系統(tǒng)得到了TUV難得的認(rèn)證。

　　我們BMS系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)是針對(duì)無(wú)線(xiàn)BMS應(yīng)用的具體使用場(chǎng)景單獨(dú)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的一套無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，我們可以做到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可用性達(dá)到99.999%。另外我們?cè)陔姵毓芾肀旧淼募夹g(shù)方案上可以實(shí)現(xiàn)各種不同的模組和平臺(tái)之間的跨越，在設(shè)計(jì)的時(shí)候都是同一套的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以兼容最多的電池的種類(lèi)，還有模組的大小，甚至像CTP等等的各種不同的設(shè)計(jì)平臺(tái)。

　　TI的無(wú)線(xiàn)BMS方案里面兩個(gè)核心的器件是我們的CC2662和BQ79616這兩個(gè)芯片。

　　左邊的CC2662芯片是我們符合汽車(chē)Q100認(rèn)證的一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信芯片，是一個(gè)無(wú)線(xiàn)片上系統(tǒng)，也就是包括了一個(gè)單片機(jī)和無(wú)線(xiàn)通信以及協(xié)議站都集成在里面，我剛才提到我們?yōu)闊o(wú)線(xiàn)BMS系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)BMS的網(wǎng)絡(luò)方案，也是預(yù)先集成在這個(gè)芯片里面。這個(gè)芯片本身是Q100的，而且也是符合ISO26262 QM的一個(gè)芯片。右邊的BQ79616是我們現(xiàn)在主推的BMS的監(jiān)控和平衡的管理芯片，這個(gè)芯片雖然說(shuō)在這里只寫(xiě)了BQ79616，但是是一個(gè)系列，從12串、14串、16串，以及48伏應(yīng)用的其他串?dāng)?shù)組合，這一系列芯片比較兼容，而且軟件兼容。在不同的模組和PACK組合時(shí)候可以帶來(lái)更大的便利性和成本。

　　如果我們碰巧需要一個(gè)28串電芯的模組，如果用16串芯片去搞的話(huà)，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)16就是32串，會(huì)出現(xiàn)4個(gè)串的管理單元被浪費(fèi)掉的情況。如果用我們的12串搭配16串的芯片的話(huà)，正好是28串，一個(gè)通道都不會(huì)浪費(fèi)。

　　剛才提到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可用性，我提到我們無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可用性可以達(dá)到99.999%這樣的一個(gè)可用性。也就是說(shuō)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)失效的幾率非常非常低，一旦發(fā)生失效時(shí)候我們可以在300毫秒之內(nèi)重新建立無(wú)線(xiàn)連接網(wǎng)絡(luò)。

　　另外我們?cè)O(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)序，可以大幅度提高無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)量和低延遲。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量可以做到1.2Mbps，然后每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲會(huì)控制在兩個(gè)毫秒以下。那么在電池的監(jiān)控本身可以使得每一個(gè)無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)，向主MCU發(fā)送精度誤差不高于兩個(gè)毫伏的電池電壓數(shù)據(jù)以及溫度數(shù)據(jù)，而且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的錯(cuò)誤率控制在10的負(fù)7次方。

　　除了這些網(wǎng)絡(luò)可用性和功能的安全方面之外，在系統(tǒng)信息安全方面有很多考慮，我們網(wǎng)絡(luò)里面有獨(dú)有的密鑰交換和刷新功能，器件之間的互相認(rèn)證以及調(diào)試安全等等，這些都是基于AES128位加密處理器的基礎(chǔ)之上，用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　我們這一套無(wú)線(xiàn)BMS的方案，不光是兩個(gè)芯片，我們做完整套完整的從軟件到硬件的設(shè)計(jì)，可以最大的幫助我們客戶(hù)在很短時(shí)間內(nèi)完成一整套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。

　　在性能上，它可以支持多達(dá)一百多個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果每個(gè)節(jié)點(diǎn)是16串的話(huà)，這個(gè)電池包非常巨大，也就是說(shuō)基本上能夠滿(mǎn)足目前在各種新能源汽車(chē)行業(yè)里面用到的電池包的容量和電壓。然后每個(gè)節(jié)點(diǎn)小于2毫秒的超低延遲，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上，我們每個(gè)節(jié)點(diǎn)在通訊時(shí)候還會(huì)打上時(shí)間戳來(lái)完成，讓每個(gè)電芯測(cè)量的時(shí)間點(diǎn)可以做到同步。這套方案不管是從硬件還是軟件從現(xiàn)在都可以從我們的網(wǎng)站上或者我們的銷(xiāo)售辦公室同事那邊獲得，我們SDK就是無(wú)線(xiàn)BMS網(wǎng)絡(luò)的SDK可以在TI.COM網(wǎng)站上免費(fèi)下載，這一套無(wú)線(xiàn)BMS的開(kāi)發(fā)套件也可以在TI.COM上購(gòu)買(mǎi)。這兩個(gè)芯片，CC2662和BQ79616這兩個(gè)芯片也已經(jīng)完全量產(chǎn)。

　　在最后，我想補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)一下，德州儀器作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商，在中國(guó)市場(chǎng)也已深耕多年。我們?cè)谥袊?guó)目前有3個(gè)研發(fā)中心，有17個(gè)銷(xiāo)售辦公室，1個(gè)端到端生產(chǎn)、封裝、測(cè)試工廠，在2021年，我們的工廠二期也將投入使用。由此，大家可以看到，TI在中國(guó)市場(chǎng)的投入是不斷加深的，我們?cè)诔掷m(xù)努力，以實(shí)現(xiàn)在中國(guó)設(shè)計(jì)，在中國(guó)生產(chǎn)制造，然后在中國(guó)服務(wù)我們中國(guó)本地的客戶(hù)。在汽車(chē)這個(gè)領(lǐng)域里邊，我們?cè)趲啄昵熬鸵呀?jīng)有一個(gè)縱向的服務(wù),不管從車(chē)廠到供應(yīng)商各個(gè)環(huán)節(jié)的客戶(hù)一直有一個(gè)專(zhuān)業(yè)的服務(wù)團(tuán)隊(duì)。從半導(dǎo)體產(chǎn)品的創(chuàng)新上，我們目前有多于7000多種車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品，自從2014年以來(lái)，每年都會(huì)以幾百種的增量增加我們的汽車(chē)電子專(zhuān)用的芯片。

　　未來(lái)數(shù)十年我們會(huì)持續(xù)在汽車(chē)電子上會(huì)加大投入，我們的每年的，如果大家留意一下我們的報(bào)告的話(huà)，每年會(huì)在汽車(chē)電子和研發(fā)上投入很多很多的投資。除了芯片產(chǎn)品以外，我們?cè)谙到y(tǒng)級(jí)也幫我們客戶(hù)提供很多解決方案，就好像我剛才提到的無(wú)線(xiàn)BMS方案，我們到目前為止已經(jīng)有150多種像剛才提到的無(wú)線(xiàn)BMS的系統(tǒng)級(jí)解決方案，這些方案都是作為一些參考設(shè)計(jì)或者基礎(chǔ)的模組化的設(shè)計(jì)提供給我們的客戶(hù)，讓我們客戶(hù)開(kāi)發(fā)自己產(chǎn)品時(shí)候不會(huì)從零開(kāi)始，然后盡可能的縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。到目前為止，針對(duì)汽車(chē)這個(gè)領(lǐng)域，我們已經(jīng)有350多種參考設(shè)計(jì)，我們的所有的芯片也好、方案也好都是符合汽車(chē)電子所要求的行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　另外就是在供貨安全性方面，我們?cè)谌蛴?4個(gè)生產(chǎn)基地，這個(gè)也是德州儀器和大部分的半導(dǎo)體公司不一樣的地方，就是我們的產(chǎn)能是屬于德州儀器自己的，我剛才提到CFAB，在成都這個(gè)也會(huì)是集前端的制造到后端的安裝測(cè)試一體的自動(dòng)化的工廠。

　　我們每年為汽車(chē)電子開(kāi)發(fā)的專(zhuān)有工藝和封裝上也會(huì)有很多創(chuàng)新和發(fā)明，讓產(chǎn)品的可靠性和新能源價(jià)格比能夠持續(xù)提高。另外就是保證質(zhì)量，按時(shí)交付，按時(shí)交付核心的依賴(lài)就是我們14個(gè)生產(chǎn)基地的產(chǎn)能。

　　所以，我們相信在未來(lái)的幾年的時(shí)間之內(nèi)，無(wú)線(xiàn)BMS會(huì)給新能源汽車(chē)帶來(lái)進(jìn)一步的變革，讓新能源汽車(chē)能夠更輕量化、更高效，然后更安全。