1月15日-17日，以“新發(fā)展格局與汽車產(chǎn)業(yè)變革”為主題的第七屆中國電動汽車百人會論壇（2021）在北京召開。本屆百人會論壇首次采取線上方式舉辦，有來自國內(nèi)外政府、行業(yè)機構(gòu)、研究機構(gòu)及相關(guān)企業(yè)的200余位會議代表，在線上與大家分享觀點、展開交流。

17日上午，主題為“新技術(shù) 新模式 新平臺 新生態(tài)”的未來電池論壇拉開帷幕，大家就新發(fā)展格局下電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略與政策深度研討。

該論壇上，德州儀器中國區(qū)首席應(yīng)用技術(shù)專家?guī)熡l(fā)表了精彩演講，以下為演講實錄：

接下來的15分鐘時間我代表德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)有限公司給大家做一個關(guān)于無線BMS的專題報告。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的平臺在全球首發(fā)，今天也是借著EV100論壇的平臺在國內(nèi)首發(fā)。

當(dāng)我們考慮電動汽車BMS系統(tǒng)的時候，我們看在系統(tǒng)級別有什么樣的一些設(shè)計挑戰(zhàn)，因為現(xiàn)有的在PACK里面每一個電池包，每一個電芯到每一個模組，模組之間都是電纜連接起來，我指通信的電纜，目前所有基本上新能源汽車電池包里面的通信都是菊花鏈方式連接，這個連接方式就需要電纜，而為了保證整個通信的可靠性，電纜都是用材質(zhì)密度比較大的重型銅線，所以會增加很多的重量。另外我們在跟我們的客戶去溝通的時候發(fā)現(xiàn)，對一個BMS系統(tǒng)來講，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。

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

基于這樣的一些設(shè)計挑戰(zhàn)，我們在傳統(tǒng)的有線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，把每一個模組串聯(lián)起來，然后和BMU來進(jìn)行通信。另外就是說在每一個CSU之間，和通信的橋接芯片到BMU之間都會有很多電器隔離的設(shè)備和器件，這些隔離的器件也會帶來一部分的成本。所以在右邊無線創(chuàng)新的BMS系統(tǒng)里面，我們可以拋棄菊花鏈的重型銅線的電纜連接，也可以移除掉很多隔離的器件，使得整個BMS系統(tǒng)的成本更加優(yōu)化。

TI的BMS方案有幾個特點，第一個是我們在2020年夏天這一套系統(tǒng)通過了TUV難得的ISO26262 ASIL-D系統(tǒng)功能安全認(rèn)證，大家知道任何一個系統(tǒng)我們談到功能安全的時候談的是系統(tǒng)級，我們整個BMS這一套系統(tǒng)解決方案作為一個完整的系統(tǒng)得到了TUV難得的認(rèn)證。

我們BMS系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)是針對無線BMS應(yīng)用的具體使用場景單獨專門開發(fā)的一套無線通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，我們可以做到無線網(wǎng)絡(luò)可用性達(dá)到99.999%。另外我們在電池管理本身的技術(shù)方案上可以實現(xiàn)各種不同的模組和平臺之間的跨越，在設(shè)計的時候都是同一套的設(shè)計系統(tǒng)，可以兼容最多的電池的種類，還有模組的大小，甚至像CTP等等的各種不同的設(shè)計平臺。

TI的無線BMS方案里面兩個核心的器件是我們的CC2662和BQ79616這兩個芯片。

左邊的CC2662芯片是我們符合汽車Q100認(rèn)證的一個無線通信芯片，是一個無線片上系統(tǒng)，也就是包括了一個單片機和無線通信以及協(xié)議站都集成在里面，我剛才提到我們?yōu)闊o線BMS系統(tǒng)專門開發(fā)的專有無線BMS的網(wǎng)絡(luò)方案，也是預(yù)先集成在這個芯片里面。這個芯片本身是Q100的，而且也是符合ISO26262 QM的一個芯片。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，這個芯片雖然說在這里只寫了BQ79616，但是是一個系列，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組合時候可以帶來更大的便利性和成本。

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

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

另外我們設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)的通信時序，可以大幅度提高無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲量和低延遲。數(shù)據(jù)存儲量可以做到1.2Mbps，然后每個節(jié)點的延遲會控制在兩個毫秒以下。那么在電池的監(jiān)控本身可以使得每一個無線節(jié)點，向主MCU發(fā)送精度誤差不高于兩個毫伏的電池電壓數(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，用軟件來實現(xiàn)。

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

在性能上，它可以支持多達(dá)一百多個節(jié)點，如果每個節(jié)點是16串的話，這個電池包非常巨大，也就是說基本上能夠滿足目前在各種新能源汽車行業(yè)里面用到的電池包的容量和電壓。然后每個節(jié)點小于2毫秒的超低延遲，在每個節(jié)點上，我們每個節(jié)點在通訊時候還會打上時間戳來完成，讓每個電芯測量的時間點可以做到同步。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)站上或者我們的銷售辦公室同事那邊獲得，我們SDK就是無線BMS網(wǎng)絡(luò)的SDK可以在TI.COM網(wǎng)站上免費下載，這一套無線BMS的開發(fā)套件也可以在TI.COM上購買。這兩個芯片，CC2662和BQ79616這兩個芯片也已經(jīng)完全量產(chǎn)。

在最后，我想補充強調(diào)一下，德州儀器作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商，在中國市場也已深耕多年。我們在中國目前有3個研發(fā)中心，有17個銷售辦公室，1個端到端生產(chǎn)、封裝、測試工廠，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在中國市場的投入是不斷加深的，我們在持續(xù)努力，以實現(xiàn)在中國設(shè)計，在中國生產(chǎn)制造，然后在中國服務(wù)我們中國本地的客戶。在汽車這個領(lǐng)域里邊，我們在幾年前就已經(jīng)有一個縱向的服務(wù),不管從車廠到供應(yīng)商各個環(huán)節(jié)的客戶一直有一個專業(yè)的服務(wù)團隊。從半導(dǎo)體產(chǎn)品的創(chuàng)新上，我們目前有多于7000多種車規(guī)級產(chǎn)品，自從2014年以來，每年都會以幾百種的增量增加我們的汽車電子專用的芯片。

未來數(shù)十年我們會持續(xù)在汽車電子上會加大投入，我們的每年的，如果大家留意一下我們的報告的話，每年會在汽車電子和研發(fā)上投入很多很多的投資。除了芯片產(chǎn)品以外，我們在系統(tǒng)級也幫我們客戶提供很多解決方案，就好像我剛才提到的無線BMS方案，我們到目前為止已經(jīng)有150多種像剛才提到的無線BMS的系統(tǒng)級解決方案，這些方案都是作為一些參考設(shè)計或者基礎(chǔ)的模組化的設(shè)計提供給我們的客戶，讓我們客戶開發(fā)自己產(chǎn)品時候不會從零開始，然后盡可能的縮短設(shè)計時間。到目前為止，針對汽車這個領(lǐng)域，我們已經(jīng)有350多種參考設(shè)計，我們的所有的芯片也好、方案也好都是符合汽車電子所要求的行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

另外就是在供貨安全性方面，我們在全球有14個生產(chǎn)基地，這個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，在成都這個也會是集前端的制造到后端的安裝測試一體的自動化的工廠。

我們每年為汽車電子開發(fā)的專有工藝和封裝上也會有很多創(chuàng)新和發(fā)明，讓產(chǎn)品的可靠性和新能源價格比能夠持續(xù)提高。另外就是保證質(zhì)量，按時交付，按時交付核心的依賴就是我們14個生產(chǎn)基地的產(chǎn)能。

所以，我們相信在未來的幾年的時間之內(nèi)，無線BMS會給新能源汽車帶來進(jìn)一步的變革，讓新能源汽車能夠更輕量化、更高效，然后更安全。

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