超宽带无线技术有助于简化电动汽车电池

NXP

一种从电池收集数据的新型超宽带无线系统有助于提高电动汽车的续航里程，并简化其开发和装配流程。

慕尼黑恩智浦半导体公司（NXP Semiconductors）电池管理系统产品营销总监Jesus Ruiz - Sevillano表示，电动汽车从电池中收集大量数据，例如有关电压和温度的信息，目的是“确保电池组正常运行，防止故障或安全隐患”。

为了收集这些数据，电动汽车经常在电池组内使用复杂的线束。这些线束占据了本可用于储存更多能量的空间。此外，Ruiz - Sevillano提到，在生产过程中，将电池组内十几个模块连接起来需要有资质的人工反复手动操作插拔连接器。

用无线系统取代这些线束可以增加电池组的能量储存量，并简化装配流程。“这样能提高生产效率，降低风险和人为失误。”Ruiz - Sevillano说道。

然而，直到现在，无线电池管理技术一直是窄带的，在有限的频率下运行，例如低功耗蓝牙技术所使用的2.4吉赫兹频段。这些系统在电动汽车内面临诸多挑战（https://spectrum.ieee.org/teenytiny-bluetooth-transmitter-runs-on-less-than-1-milliwatt）。

例如，电池组的金属外壳和内部结构给无线信号带来许多反射面。这意味着这些传输可能通过多条路径到达接收天线，从而导致失真和衰减。干扰也可能来自车内与无线电池管理系统工作在相同频段的其他无线系统。Ruiz - Sevillano表示，为了缓解这些问题，电动汽车公司必须开发复杂的自适应信道选择算法。

用于汽车电池健康状况的超宽带无线技术

恩智浦（NXP）已经开发出首个用于电动汽车的超宽带无线电池管理系统。Ruiz - Sevillano称，该系统通过500兆赫兹频段内的低能量无线脉冲对数据进行编码，以实现短距离、高带宽通信（https://www.qorvo.com/resources/d/qorvo-getting-back-to-basics-with-ultra-wideband-uwb-white-paper）。

使用超宽带脉冲有助于新系统识别和处理反射信号。信号的带宽越大，其可能的持续时间就越短。就恩智浦的系统而言，其脉冲时长约为2纳秒，这意味着它可以非常精确地测量信号到达天线的时间。这有助于它滤除反射脉冲——经过较长反射路径的脉冲到达时间较晚。信号的超宽带特性也有助于它避免受到电动汽车内其他系统的干扰。

Ruiz - Sevillano表示，与窄带无线电池管理系统相比，恩智浦（NXP）的系统能够以四倍的速度发送数据，最高可达每秒7.8兆比特。他还补充说，由于该系统能够避免多径干扰，这意味着它可以显著降低软件复杂性和整体开发工作量。

恩智浦表示，其新系统将于2025年第二季度开始供汽车制造商评估和开发。