ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เป็นส่วนประกอบที่สําคัญอย่างยิ่งในรถยนต์ไฟฟ้า (EV) BMS ดูแลเซลล์แบตเตอรี่และชุดแบตเตอรี่ (การประกอบเซลล์แบตเตอรี่) BMS ไม่เพียงแต่ตรวจสอบพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้า กระแส และอุณหภูมิ แต่ยังปรับสมดุลเซลล์แบตเตอรี่และคํานวณการชาร์จแบตเตอรี่และอัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ รวมถึงงานอื่นๆ

ชุดสายไฟใน EV

เมื่อจํานวนเซลล์แบตเตอรี่เพิ่มขึ้นเพื่อปรับปรุงช่วงของ EV จะเพิ่มจํานวนจอภาพเซลล์ภายใน BMS ด้วย เนื่องจากมีจํานวนเซลล์แบตเตอรี่สูงสุดที่สามารถเชื่อมต่อกับจอภาพเซลล์ได้ จอภาพเซลล์จะประเมินสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ (SoC) และสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ (SoH) ผ่านการใช้อัลกอริธึมการคํานวณในตัวเพื่อเพิ่มความจุ อายุการใช้งาน และประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ให้สูงสุด

การเชื่อมต่อระหว่างจอภาพเซลล์และหน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) มักจะทําด้วยสายไฟและขั้วต่อ ความล้มเหลวจะเพิ่มขึ้น (เช่น สายไฟขาดและการสัมผัสขั้วต่อไม่ดี) BMS อาจมีสติปัญญาที่จําเป็นในการควบคุมเซลล์มากขึ้น แต่ถูกจํากัดด้วยจํานวนเซลล์ที่สามารถสัมผัสได้ผ่านมัดสายไฟ มันเหมือนกับแพทย์ที่มีความรู้และสติปัญญาที่จําเป็นทั้งหมด แต่ร่างกายไม่สามารถไปถึงผู้ป่วยทั้งหมดที่ต้องได้รับการตรวจได้

และแน่นอนว่าการใช้สายไฟที่เพิ่มขึ้นมาพร้อมกับต้นทุนและน้ําหนักที่เพิ่มขึ้นเมื่อผู้ผลิต EV กําลังดิ้นรนเพื่อรักษาปัจจัยทั้งสองให้ต่ําที่สุด สายไฟมากเกินไปอาจทําให้การประกอบก้อนแบตเตอรี่มีความท้าทายและมีราคาแพงมากขึ้น

ข้อดีของ wBMS

นักออกแบบแบตเตอรี่กําลังหันมาใช้ระบบจัดการแบตเตอรี่แบบไร้สาย (wBMS) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ให้การสื่อสารแบบไร้สายระหว่าง MCU และจอภาพเซลล์ เพื่อลดจํานวนสายไฟและขั้วต่อเมื่อพยายามเพิ่มช่วงของรถยนต์ไฟฟ้า ในระบบไร้สาย น้ําหนัก ภาวะแทรกซ้อน และต้นทุนของสายไฟจะถูกกําจัดออกไปในขณะที่จํานวนเซลล์ที่สามารถจัดการได้จะเพิ่มขึ้น

แต่ wBMS ยังสามารถให้ความสามารถในการนําแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่ในการใช้งานทุติยภูมิได้ง่ายกว่าระบบตรวจสอบแบบมีสายทั่วไป เมื่อชุดไร้สายมีความจุลดลงจนถึงจุดที่ไม่เหมาะสําหรับสมรรถนะสูงสุดของยานพาหนะอีกต่อไป แต่ยังคงทําหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟที่สม่ําเสมอ ก็สามารถใช้ร่วมกับชุดแบตเตอรี่ไร้สายอื่นๆ เพื่อสร้างเครื่องกําเนิดไฟฟ้าที่สะอาดได้ สามารถทําได้โดยไม่ต้องออกแบบใหม่หรือยกเครื่องระบบการจัดการแบตเตอรี่ตามธรรมเนียมที่จําเป็นในการใช้งานในชีวิตที่สอง

GM, ADI และ Marelli กําหนดจังหวะ

ซัพพลายเออร์ยานยนต์และผู้ผลิตรถยนต์บางรายเพิ่งประกาศการนําเทคโนโลยีใหม่นี้มาใช้:

ตัวอย่างเช่น General Motors (GM) ใช้ wBMS ในรถยนต์ที่ผลิตทั้งหมดที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ Ultium อยู่แล้ว ระบบไร้สายได้รับการพัฒนาโดย Analog Devices, Inc (ADI) การใช้งาน wBMS ของ ADI ช่วยขจัดสายรัดแบบมีสายแบบเดิม ช่วยประหยัดสายไฟได้ถึง 90% และปริมาตรในก้อนแบตเตอรี่ได้ถึง 15% ตลอดจนปรับปรุงความยืดหยุ่นในการออกแบบและความสามารถในการผลิต โดยไม่ลดทอนช่วงและความแม่นยําตลอดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

wBMS ของ ADI ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO/SAE 21434 (มาตรฐานใหม่ของวิศวกรรมและการจัดการความปลอดภัยทางไซเบอร์ของยานยนต์) มาตรฐานใหม่สําหรับการจัดการความเสี่ยงด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ตลอดวงจรชีวิตของยานพาหนะตั้งแต่แนวคิดการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการผลิตไปจนถึงการใช้งานการบํารุงรักษาและการรื้อถอนระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

"ความสามารถในการปรับขนาดและการลดความซับซ้อนเป็นธีมของแบตเตอรี่ Ultium ของเรา – ระบบการจัดการแบตเตอรี่แบบไร้สายเป็นตัวขับเคลื่อนที่สําคัญของความยืดหยุ่นที่น่าทึ่งนี้" Kent Helfrich "ระบบไร้สายแสดงถึงตัวอย่างที่ดีของความสามารถในการกําหนดค่าของ Ultium และน่าจะช่วยให้ GM สร้าง EV ที่ทํากําไรได้ในวงกว้าง"

Marelli ซัพพลายเออร์ยานยนต์รายอื่นยังขยายขอบเขตของเทคโนโลยีการจัดการแบตเตอรี่สําหรับรถยนต์ไฟฟ้าด้วย wBMS โซลูชันของ Marelli พร้อมใช้งานตั้งแต่ไตรมาสที่สองของปี 2022 เพื่อรองรับการเปิดตัวของลูกค้าในปี 2024

น้ําหนักที่ลดลงเนื่องจากการถอดขั้วต่อช่วยให้ประหยัดพลังงานได้มากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มระยะการขับขี่ของรถด้วยการชาร์จเท่ากัน โซลูชันนี้ยังเปิดพื้นที่ในก้อนแบตเตอรี่เพื่อให้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่พอดีรับประกันความเก่งกาจความสามารถในการปรับขนาดการเพิ่มประสิทธิภาพ ท้ายที่สุดแล้ว ภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสม แบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้นยังแปลเป็นประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นและขยายระยะทางของรถอีกครั้ง

‍

‍

"BMS ไร้สายเป็นตัวเปลี่ยนเกมอย่างแท้จริงสําหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยไม่จําเป็นต้องใช้สายรัดแบตเตอรี่ สายไฟ และขั้วต่อที่เกี่ยวข้องกับระบบ BMS แบบมีสายมาตรฐาน" ดร. Razvan Panati หัวหน้าฝ่ายเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กําลังของแผนกพลังงานไฟฟ้าของยานพาหนะของ Marelli กล่าว "Marelli ออกแบบทั้ง wBMS และ Wired BMS ด้วยสถาปัตยกรรมพื้นฐานที่เหมือนกัน ซึ่งรองรับโดยวิธีการสื่อสารและอินเทอร์เฟซที่แตกต่างกันสองวิธี ด้วยวิธีนี้เทคโนโลยีของเราสามารถนําไปใช้กับแพลตฟอร์มยานพาหนะหลายแพลตฟอร์มโดยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ความยืดหยุ่นของโซลูชันนี้รับประกันการลดต้นทุนทางวิศวกรรมลงอย่างมาก และช่วยให้ Marelli สามารถทําให้เทคโนโลยีระดับไฮเอนด์นี้มีราคาไม่แพงสําหรับตลาดมวลชน"