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无线BMS技术挑战和解决方案:天地一体通感网

前不久举行的2023大湾区数字能源业发展高峰论坛上,行业专家、技术达人们汇聚一堂,对于未来新能源发展的机遇、挑战,新兴技术等展开了深入探讨,而盛路物联通信技术有限公司董事长杜光东博士带来其天地一体通感网无线BMS技术挑战和解决方案主题演讲。中国出海半导体网为您整理本次演讲的精彩内容和要点。

无线电技术发展历史和愿景

演讲从无线技术的发展轨迹开始讲起,上世纪20年代~60年代,无线技术主要用于无线广播,以及船舶、军事、警用、灾害应急等场景的无线通讯,70年代,美国纽约IMTS系统标志着无线通讯进入民商用领域。杜博士表示,无线通讯系统是资源受限系统,稀缺的频谱资源是限制了无线通讯系统大规模应用的最大障碍。

图1:无线技术的发展轨迹

图1:无线技术的发展轨迹

 

而天地一体通感网的愿景分为以下三个方面,杜博士认为,这也是无线技术的发展愿景:

通信愿景:保障任何物(包括人),任何时间,任何位置,任何内容可以进行实时/非实时通信。

6G愿景:通感一体,核心网人工智能,卫星接入

6G愿景:应用愿景实时采集,数据共享,根据自动化程序对物理(化学)变化过程进行监测/控制,提高物理变化过程的安全性和效率。

无线通信是必然趋势

接着,杜博士提出“无线通信替换有线通信是需求发展的必然趋势”,并且他还提出三个点来对此观点进行佐证:

势物理空间/成本:从物理空间,成本(建设、运营、维护)考虑,无线通信是物联网物体接入的必然选择。

鉴古通今:如同消费领域,无线通信接入彻底替换有线通信接入一样,工业、行业各个领域应用,无线通信替换有线通信是需求发展必然趋势。

无线网络:严格意义上说,移动蜂窝网络并不是无线网络。其核心逻辑是基站组网,基站与手机实时互发现。

就目前来看,海量异构无线接入有三大应用场景,且每个应用场景都有自身的特点:行业无线应用:碎片化严重,不同行业、应用的速率、时延、可靠性、功率等通信指标都差异较大;工业现场通信:高可靠性、高安全性、高容量、低时延、低成本都是基本要求;设备内部无线束:属于密集通信,要求低功耗、低成本、低时延、高可靠性、高容量、高安全性。

正因如此,同时因为无线通信的可靠性大于有线通信,发展无线通信势在必行。

但是,无线通信所面临的技术挑战也有很多,如复杂干扰环境下通信可靠性保障,这下面就有多种干扰形式;还有低成本低功耗前提下通信吞吐量保障,这下面又是有很多类型的挑战,我们用一张图片来整理这些挑战类型。

图2:无线技术发展所面对的技术挑战

图2:无线技术发展所面对的技术挑战

 

在随后的分享中,杜博士介绍了典型的无线技术的应用,无线电池管理系统(BMS)中的无线技术、发电侧5MWh储能无线BMS中的无线技术。以及与CAN总线协议相比较,DDA协议的主要优势。与传统的BMS相比,无线BMS功耗更低,可扩展性强,可减少包内线束,简化结构,提升整包能量密度,主从板之间无高压风险,相比CAN通信及菊花链通信更安全,提高电池系统比能量10%~20%,再加上电池梯次利用的便捷性带来的效益,总经济效益将提高30%~100%以上。被业内认为是未来电池管理系统的发展方向。

图3:典型的无线技术应用:无线电池管理系统

图3:典型的无线技术应用:无线电池管理系统

图4:典型的无线技术应用:发电侧5MWh储能无线BMS

图4:典型的无线技术应用:发电侧5MWh储能无线BMS

图5:CAN总线协议与DDA协议的主要参数对比

图5:CAN总线协议与DDA协议的主要参数对比

 

全球首发的DDA无线BMS系统由盛路物联通信技术有限公司提供,已经收录展出于深圳市工业展览馆。这款产品标志着一个重要的突破——业内首次将无线BMS技术应用于大型储能系统,目前系统已经完成产品联调。

 

在演讲的最后,杜博士强调了工业无线网络技术核心要点,即高可靠工业无线通信系统设计要点包括:完全自主可控的国产化技术;工业级高精度无线同步系统;高容量数据实时快速上下行;数据采集、传输、汇聚、计算、质量的全成本最优;三低三高(低成本、低功耗、低时延、高容量、高可靠、高精度)密集通信系统。

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