Analog Devices e Rohde & Schwarz hanno sviluppato una soluzione automatizzata di test per il collaudo dei pacchi batteria wireless che aiuterà l’industria automobilistica ad adottare la tecnologia dei sistemi di gestione delle batterie wireless (wBMS), che offre vantaggi tecnici, ambientali e di costo rispetto ai classici sistemi di gestione delle batterie cablati (BMS).
Il nuovo sistema sfrutta le tecnologie e l’esperienza maturata nello sviluppo dei sistemi di test della robustezza dei collegamenti a radiofrequenza dei wBMS.
A cosa serve il BMS, Battery Management Systems
Il sistema di gestione delle batterie (BMS, Battery Management System) è uno dei componenti più importanti di un veicolo elettrico, in quanto garantisce una gestione sicura ed efficiente del pacco batterie, influenzando così la sicurezza, l’autonomia e le prestazioni dei veicoli elettrici. I BMS tradizionali sono sistemi cablati che limitano la flessibilità del progetto e la scalabilità della produzione dei veicoli elettrici, oltre ad aumentare il peso del veicolo. Un approccio più avanzato consiste nel gestire la comunicazione tra il controllore di monitoraggio delle celle (CMC, Cell Monitoring Controller) di ciascun modulo della batteria e il controllore di gestione della batteria (BMC, Battery Management Controller) in modalità wireless. La comunicazione senza fili semplifica le attività di cablaggio, la manutenzione e la sostituzione delle celle, con conseguenti vantaggi in termini di costi e impegno richiesto. Inoltre, consente di risparmiare spazio e di ridurre il peso del veicolo.
Il BMS wireless di Analog Devices
ADI, azienda leader mondiali nella produzione di semiconduttori e pioniere delle tecnologie di gestione delle batterie, ha sviluppato un wBMS completo. L’azienda ha iniziato ad occuparsi dei sistemi BMS nel lontano 2009 ed è stata la prima ad introdurre un sistema BMS wireless nel 2021.
Il wBMS di ADI, attualmente utilizzato in produzione su diverse piattaforme per veicoli elettrici, è il primo wBMS conforme alla norma ISO21434 CAL4 e rispetta i più severi standard di cybersecurity. Soddisfa inoltre gli stringenti requisiti in termini di prestazioni RF e di robustezza, per massimizzare la capacità della batteria e la sua durata nel tempo.
Attualmente Analog Devices fornisce sistemi BMS a 16 dei 20 più importanti costruttori di veicoli elettrici e ad oggi ha spedito oltre 17 milioni di sistemi.
Sistema di collaudo automatico ultracompatto per linee di produzione
Rohde & Schwarz, insieme ad ADI, ha sviluppato un sistema di collaudo automatico (ATE, Automatic Test System) ultracompatto dedicato al collaudo dei wBMS. Con questo innovativo sistema, tutti i test di calibrazione del modulo wBMS, del ricevitore, del trasmettitore e dell’alimentazione in corrente continua possono essere eseguiti in modo molto rapido e affidabile, sia per la verifica in laboratorio che per il collaudo in produzione ad alta velocità. Il sistema è composto dal tester per radiocomunicazioni R&S CMW100, dal framework software per l’automazione dei test wireless R&S WMT e dalla nuova piattaforma universale di test e misura R&S ExpressTSVP. Per effettuare i test in modalità irradiata, il dispositivo in esame (DUT, Device Under Test) viene collocato in un ambiente privo di interferenze, come il box schermato RF R&S TS7124.
Registrazione e riproduzione dei segnali RF per i test di robustezza sui BMS wireless
Per effettuare i test di robustezza sui segnali RF, Rohde & Schwarz e ADI hanno collaborato per creare una soluzione di registrazione off-the-air utile per catturare lo spettro RF del mondo reale. Lo spettro catturato viene poi riprodotto in laboratorio per confermare il corretto funzionamento del wBMS in ambienti RF difficili. Questa soluzione di Rohde & Schwarz consente di verificare in modo realistico, ripetibile ed efficiente i dispositivi wireless.
Durante diversi test drive effettuati in vari ambienti RF complessi, un analizzatore di spettro e segnali R&S FSW ha monitorato lo spettro RF e lo ha inviato a un registratore di dati I/Q a banda larga R&S IQW. Per riprodurre i profili di spettro registrati in laboratorio, il registratore R&S IQW è stato collegato a un generatore di segnali vettoriali R&S SMW200A.
Dal laboratorio di sviluppo alla linea di produzione, Rohde & Schwarz offre un portafoglio completo di soluzioni di test per wBMS
Juergen Meyer, vicepresidente responsabile del segmento di mercato Automotive di Rohde & Schwarz, afferma: “Applichiamo la nostra esperienza tecnica leader di mercato per sviluppare soluzioni innovative attraverso l’intero ciclo di vita dei prodotti, dallo sviluppo preliminare alla produzione in grande serie. Siamo lieti di collaborare con ADI per affrontare le sfide dei test wBMS, dalla ricerca e sviluppo alla produzione di massa, per massimizzare la robustezza e le prestazioni dei wBMS e aiutare l’industria automobilistica a sfruttare appieno il potenziale offerto dai wBMS.”
Rohde & Schwarz presenterà la sua soluzione di test durante il CES 2024 che si terrà a Las Vegas dal 9 al 12 gennaio 2024 presso lo stand 6567 nella West Hall.
