2020年9月，全球領(lǐng)先的高性能模擬技術(shù)公司 — ADI 公司推出了業(yè)界首款用于量產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線電池管理系統(tǒng)（BMS）。ADI 公司的 W-BMS 是一款單一系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，包括電源、電池管理、射頻通信和系統(tǒng)功能所需的所有集成電路、硬件和軟件。

ADI 公司的 W-BMS 延續(xù)采用了大部分傳統(tǒng) BMS 技術(shù)，并且使用現(xiàn)代無(wú)線 2.4 GHz 射頻鏈路取代了傳統(tǒng)的有線線束，在節(jié)省電池組達(dá) 90% 的布線和 15% 的體積的同時(shí)，還提高了設(shè)計(jì)靈活性和可制造性，且不會(huì)影響電池使用壽命內(nèi)的性能范圍和精度。

但是，2.4 GHz 無(wú)線通信模塊的引入給保持不間斷通信帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)。大部分問(wèn)題來(lái)自與通信系統(tǒng)工作頻率大致相同的射頻干擾信號(hào)。汽車(chē)用戶(hù)使用的大多數(shù)聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)電子產(chǎn)品（如智能手機(jī)、無(wú)線耳機(jī)、智能可穿戴設(shè)備、平板電腦和筆記本電腦）都支持低能耗藍(lán)牙技術(shù)、Wi-Fi 和 LTE 技術(shù)，而這些技術(shù)則在以 2.4 GHz 頻譜為中心的重疊或相鄰頻段運(yùn)行。除了用戶(hù)帶入車(chē)內(nèi)的這些干擾源之外，當(dāng)汽車(chē)駛?cè)氩煌漕l頻譜活動(dòng)的區(qū)域時(shí)， W-BMS 系統(tǒng)還必須應(yīng)對(duì)道路上惡劣的射頻環(huán)境，這種情況在人口密度較高的大城市是非常常見(jiàn)的。車(chē)輛的無(wú)線系統(tǒng)必須確保無(wú)縫運(yùn)行，即使在日常運(yùn)行環(huán)境中射頻頻譜復(fù)雜度高的區(qū)域也是如此。

因此，從 W-BMS 系統(tǒng)的角度來(lái)看，需要克服的主要挑戰(zhàn)是在全時(shí)間段和任意射頻信號(hào)干擾的條件下，以非常高的精度成功接收和解碼所需的電池監(jiān)測(cè)信息。

解決方案

現(xiàn)有干擾測(cè)試解決方案的最新補(bǔ)充是射頻記錄和回放組件?，F(xiàn)有的射頻共存測(cè)試布置包括 SMW200A 矢量信號(hào)發(fā)生器和 FSW 信號(hào)與頻譜分析儀，用于監(jiān)測(cè)射頻頻譜。為了記錄頻譜，IQW 寬帶 I/Q 數(shù)據(jù)記錄儀連接到 FSW，然后連接到接收天線，以便在路測(cè)期間記錄射頻頻譜。通過(guò)將 IQW 連接到 SMW200A，可以稍后在實(shí)驗(yàn)室回放記錄的頻譜數(shù)據(jù)，SMW200A 連接到發(fā)射天線，如圖所示。

聯(lián)合協(xié)作項(xiàng)目后所帶來(lái)的改進(jìn)

目前，干擾測(cè)試首先在模塊/組件/電池組層面進(jìn)行，然后在配有 W-BMS 的電池組集成到車(chē)輛中之后進(jìn)行干擾測(cè)試。采用傳導(dǎo)和輻射測(cè)試方法。在該布置中使用的關(guān)鍵測(cè)試設(shè)備是矢量信號(hào)發(fā)生器。矢量信號(hào)發(fā)生器用于生成多個(gè)“真實(shí)的”模擬干擾測(cè)試場(chǎng)景。這對(duì)于進(jìn)行可重復(fù)測(cè)試并確保所有 W-BMS 系統(tǒng)的高性能至關(guān)重要。

這種測(cè)試方法已經(jīng)確保了對(duì) BMS 道路性能的極高可信度，但是只有真實(shí)行駛條件下的測(cè)試才能夠真正將市場(chǎng)上的優(yōu)秀產(chǎn)品區(qū)分開(kāi)來(lái)。

現(xiàn)代矢量信號(hào)發(fā)生器能夠產(chǎn)生寬帶復(fù)雜的調(diào)制干擾信號(hào)，但用數(shù)百個(gè)發(fā)射機(jī)完全再現(xiàn)真實(shí)射頻條件既復(fù)雜又昂貴。而最好的選擇是進(jìn)行數(shù)百小時(shí)和數(shù)百萬(wàn)英里的實(shí)際路測(cè)。

但從測(cè)試和測(cè)量角度來(lái)看，問(wèn)題出現(xiàn)了

首先，路試極其昂貴；

其次，從射頻的角度來(lái)看，如何在“不受控制”的現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)測(cè)試場(chǎng)景的可重復(fù)性是一個(gè)非常值得關(guān)注的問(wèn)題；

最后，同樣重要的是，這存在一個(gè)巨大的時(shí)間跨度問(wèn)題，且無(wú)法保證捕捉到所有的極端情況。這一點(diǎn)很重要，為了確保所有 W-BMS 產(chǎn)品的性能高度一致，電池組系統(tǒng)需要以可重復(fù)的方式使用相同的測(cè)試場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試。每個(gè)W-BMS系統(tǒng)都包含一個(gè)天線系統(tǒng)，這將極大地影響整體性能。

這就是羅德與施瓦茨公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“R&S”)和 ADI 公司聯(lián)手尋求完美的記錄和回放解決方案來(lái)解決這些挑戰(zhàn)并改進(jìn)當(dāng)前測(cè)試策略的原因所在。該項(xiàng)目的目標(biāo)首先是進(jìn)行一項(xiàng)可行的概念證明，即在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用現(xiàn)成的測(cè)試和測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以記錄和重復(fù)回放真實(shí)的射頻環(huán)境。其次，改進(jìn)和更新現(xiàn)有的干擾信號(hào)測(cè)試庫(kù)，以確保 ADI 公司的 W-BMS 的電磁抗干擾能力。

該項(xiàng)目所有目標(biāo)都以高度滿意的方式完成。作為該項(xiàng)目的成果，下一代 BMS 技術(shù)將受益于最新及最先進(jìn)測(cè)試方法和所記錄的射頻環(huán)境測(cè)試文件，并將在確保 W-BMS 產(chǎn)品在實(shí)際使用中的可靠性方面發(fā)揮重要作用。