signals header
Front view of Lotus Car in dark environment with headlamps on
Lotus car interior and a person holding sterring wheel driving on a country road
 

НОВОСТНАЯ ПОДПИСКА SIGNALS+

Будьте в курсе последних событий и используйте новейшую информацию и идеи, представленные в Signals+, для таких областей, как системы связи, цифровое здравоохранение, системы электрификации и интеллектуальная промышленность

Вы можете изменить настройки конфиденциальности в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в электронных письмах, отправленных Analog Devices, или в настройках конфиденциальности сайта Analog Devices.

Настройки конфиденциальности Положение о конфиденциальности и безопасности Авторизованные партнеры

Спасибо, что подписались на ADI Signals+. Электронное письмо с подтверждением было отправлено на ваш почтовый ящик.

Вскоре вы будете получать своевременные обновления обо всех инновационных технологиях, меняющих к лучшему жизнь людей во всем мире.

Закрыть

LOTUS, БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫМИ БАТАРЕЯМИ И БУДУЩЕЕ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ ПРЕМИУМ-КЛАССА


Patrick Morgan
«Промышленность во всем мире переориентируется на новые технологии, которые нацелены на защиту экологии планеты. Электромобили и переход к источникам экологически чистой энергии быстро становятся частью нашей повседневной жизни. Для нас большая честь сотрудничать с компанией Lotus, благодаря чему мы сможем внедрить нашу инновационную беспроводную систему управления батареями производства ADI в их линейку легендарных автомобилей».

Патрик Морган

Вице-президент и генеральный директор отдела разработки автомобильной электроники | Analog Devices | Analog Devices

Мировая автомобильная промышленность рассматривает электромобили как путь в экологичное будущее, при этом все больше новых моделей переходят на электротягу. Производители автомобилей премиум-класса также присоединяются к этой тенденции, отказываясь от двигателей внутреннего сгорания в своих автомобилях и внедряя средства электрификации.

У электромобилей множество преимуществ, и к ним можно отнести, например, более быстрое ускорение, большую мощность и более высокий максимальный крутящий момент с самого старта*. Благодаря минимальному количеству движущихся частей электродвигатели являются очень надежными агрегатами, их практически не нужно обслуживать, и они обеспечивают очень точное управление тягой и стабильностью движения. Их КПД также выше благодаря меньшему трению и выделяемому теплу, и для их работы требуется меньше средств охлаждения. Все характеристики электромобилей лучше характеристик автомобилей с ДВС, кроме одной – веса аккумуляторной батареи.

Компания Analog Devices, Inc. (ADI) разработала беспроводную систему управления аккумуляторными батареями (wBMS) – инновационную технологию, позволяющую снизить вес батареи электромобиля за счет отказа от жгута проводов и кабелей, обеспечивающих подключение к батарее, а также позволяющую повысить надежность батареи.


Упростите, а затем добавьте легкости.

Lotus Cars


Чтобы реализовать свое видение легкого автомобиля и полностью электрифицированного будущего, компания Lotus (Lotus Cars), являющаяся легендарным лидером в области автомобилей премиум-класса, внедрила беспроводную систему управления батареями производства ADI в свою новую линейку серийных электромобилей, выпуск которых запланирован на ближайшие пять лет. ADI и Lotus совместно разработали интегрированное решение, которое изменит правила игры в индустрии электромобилей: новую сверхлегкую архитектуру трансмиссии и беспроводную систему управления аккумуляторными батареями (wBMS) для повышения универсальности конструкции, ее масштабируемости и ремонтопригодности. Разработанная система для безопасной эксплуатации будущих электромобилей Lotus, представляющая собой триумф инженерной мысли, поможет сделать окружающую среду более экологически чистой, а нашу планету более здоровой.

* Целевые характеристики на основе моделирования

ОБЗОР

КОМПАНИЯ

Компания Lotus Cars, созданная на основе предложенной одним человеком философии «Форма через функциональность», предлагает элегантные чудеса инженерной мысли, которые вдохновляют следующее поколение водителей. Lotus, стремящаяся обеспечить экологичное будущее благодаря полностью электрическим автомобилям, является частью Geely Auto Group – самой быстрорастущей группы автопроизводителей в мире.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Компания интегрирует первую в мире беспроводную систему управления аккумуляторными батареями в свою новую облегченную архитектуру, предназначенную для всех будущих серийных электромобилей. Она использует законченное решение wBMS, сочетающее в себе аппаратное и программное обеспечение, а также средства обеспечения безопасности, чтобы свести к минимуму потребности в техническом обслуживании, продлевая при этом срок службы батареи и сохраняя ценность автомобиля.

ЗАДАЧИ

Расширение границ процессов проектирования и технологий с целью интеграции универсальной и масштабируемой беспроводной системы управления батареям в свою линейку электромобилей, при одновременном уменьшении веса и сложности конструкции, а также увеличении плотности аккумуляторных элементов и ремонтопригодности.

ЦЕЛЬ

Работать с партнерами на передовой внедрения технологий, чтобы решить самые сложные конструкторские и инженерные задачи и разработать будущую линейку легких электромобилей премиум-класса, которые будут характеризоваться высоким уровнем безопасности, повышенной надежностью и динамичностью.

wBMS: ПОЛНОСТЬЮ ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА

Система wBMS от ADI состоит из 40 аппаратных компонентов. Вся эта система связана с готовым программным обеспечением, сверхнадежной и безопасной сетью, а также законченным программным обеспечением для мониторинга состояния элементов батареи.

К компонентам в составе системы относятся ADBMS6815, который точно измеряет состояние заряда аккумуляторных элементов и всего блока, LT8618, который представляет собой компактный, высокоскоростной, высокоэффективный синхронный монолитный понижающий импульсный стабилизатор для системы управления питанием, а также ADRF8800, который обеспечивает надежную и безопасную беспроводную связь.

Portrait image of Roger Keen
«Наши новейшие продукты системы wBMS также облегчают переработку и повторное использование аккумуляторов в системах хранения энергии для реализации экономики замкнутого цикла. В предложениях наших конкурентов может использоваться лишь аппаратное обеспечение, но у вас не будет программного обеспечения, связывающего все эти компоненты вместе. При использовании системы wBMS от ADI заказчику не нужно писать программное обеспечение, что позволяет ему сосредоточиться на других аспектах проектирования автомобиля».

Роджер Кин

Генеральный директор отдела разработки продуктов для электромобилей | Analog Devices

БЫСТРАЯ ОЦЕНКА

«Как быстро можно настроить и протестировать беспроводную сеть wBMS? Это первый вопрос, который задают заказчики» – сказал инженер по маркетингу продуктов из отдела разработки технологий для автомобилей в ADI Шейн О’Махони: «Если на это уйдут месяцы, они просто не будут заниматься этим. Мы решили эту задачу».

Оценочный комплект wBMS от ADI позволяет заказчикам быстро приступить к работе. Это законченная комплексная система wBMS, в состав которой входят несколько плат, программное обеспечение и средства кибербезопасности. «Если бы вам нужно было собрать систему из всех компонентов, потребовались бы месяцы только на то, чтобы заставить прототип работать» – сказал Шейн О’Махони.


Система wBMS обеспечивает простоту внедрения, ускорение вывода продукции на рынок и масштабируемость.

LOTUS: СТРЕМЛЕНИЕ К ЛЕГКОСТИ, РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ И УНИВЕРСАЛЬНОСТИ

Более 70 лет Lotus преображает мир дорог и гонок. И этот автопроизводитель захотел воспользоваться разработанной в ADI инновационной технологией wBMS, чтобы оставаться лидером в области автомобилей премиум-класса и в сфере перехода транспортных средств на электротягу.

В 2020 году, во время всемирной пандемии, Lotus обратилась к инженерам ADI по вопросам разработки своей будущей линейки серийных электромобилей. Компания Lotus была рада сотрудничеству, в результате которого она внедрила беспроводную систему управления батареями от ADI в свои новые легкие и высококачественные автомобили. Перед ADI была поставлена задача предоставить не только легковесную систему wBMS, но и обеспечить бесшовную интеграцию, которая соответствовала бы основной операционной модели ремонта и универсализации конструкции.

Сразу после начала сотрудничества последовали обсуждения, посвященные созданию легкой архитектуры трансмиссии электромобиля Lotus и тому, как система wBMS от ADI может помочь упростить конструкцию, а также дополнительно снизить вес.

Беспроводная система управления батареями (wBMS) меняет правила игры в автомобильной промышленности благодаря тому, что устраняет необходимость в прокладке жгутов, а также в использовании многочисленных проводов и разъемов, которые необходимы для работы стандартной проводной системы управления батареями. Беспроводная система управления батареями от Analog Devices позволяет сократить количество проводов до 90 % и уменьшить объем проводки до 15 %. Отсутствие проводов приводит к снижению веса автомобиля и сокращению затрат на материалы, а также повышает безопасность, надежность и ремонтопригодность аккумуляторной батареи. «Исключение жгута проводов в случае использования системы wBMS гарантирует, что Lotus сможет выпускать действительно качественные автомобили, что соответствует их бренду, при этом данная система представляет собой легкое решение, которое может оптимизировать работу электромобиля» – сказал Роджер Кин.

Electric Vehicle comparison of EV Battery Cable Reduction

СОТРУДНИЧЕСТВО

Технические специалисты ADI сотрудничали с инженерами-конструкторами Lotus, чтобы интегрировать систему wBMS в новую архитектуру трансмиссии автопроизводителя, известную как LEVA (Lightweight Electric Vehicle Architecture).

«Мы тесно сотрудничали с Analog Devices, чтобы интегрировать систему wBMS в нашу новую архитектуру трансмиссии LEVA, которая станет основой для всех будущих электромобилей Lotus» – сказал директор отдела разработки двигателей и шасси в Lotus Ричард Лайвли: «Устранение необходимости в жгуте проводов для системы wBMS гарантирует, что Lotus сможет реализовать легковесное решение, которое оптимизирует работу электромобиля и будет соответствовать нашему бренду, предлагающему мощные автомобили с исключительной управляемостью».

Универсальность конструкции имела решающее значение для успешной реализации проекта. ADI полностью удовлетворила требования Lotus. Система wBMS дала возможность быстрее и проще спроектировать аккумуляторную батарею, что позволило оптимизировать ее сборку и упростить производственный процесс. Благодаря тому, что данная система управления батареями является беспроводной, Lotus смогла повысить универсальность конструкции с целью более эффективного масштабирования будущих моделей электромобилей.

Из-за ограничений, связанных с COVID, физическое взаимодействие между командами инженеров-проектировщиков Lotus и ADI было осложнено. Не желая замедлять проектные работы, Lotus и ADI организовали взаимодействие на расстоянии, используя конференц-связь, современное программное обеспечение для совместной работы и пошаговые обучающие видеоматериалы.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА LEVA

Архитектура трансмиссии Lotus LEVA предназначена для автомобилей премиум-класса с двигателем, расположенным в средней части. Водитель сидит впереди за консолью и рулем. Все остальное располагается за водителем. Большая часть веса автомобиля приходится на середину четырех осей, что улучшает распределение веса, устойчивость и управляемость. К другим преимуществам данной конструкции относятся повышенная безопасность и меньший износ деталей. Lotus будет использовать универсальную архитектуру LEVA в других конструкциях автомобилей и будущих серийных моделях.

cutaway views for LEVA powertrain known as  Lightweight Eletric Vehicle Arcitecture
LEVA (Lightweight Electric Vehicle Architecture) обеспечивает универсальность конструкции и свободу настройки.

ОБЛЕГЧЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ – ТЯЖЕЛАЯ ЗАДАЧА

Инновационный инженерный подход и передовые технологии позволяют компании Lotus добиться высоких динамических характеристик автомобиля благодаря снижению его веса. Уменьшение массы автомобиля – наиболее эффективное средство достижения истинной связи между водителем, автомобилем и дорогой. «Главной задачей Lotus в рамках сотрудничества с ADI было устранение проводов и обеспечение легкого веса всего оборудования при сохранении оптимальной работы системы управления батареей» – сказал Шейн О’Махони.

Отсутствие в необходимости жгута проводов, подключаемых к батарее, позволяет уменьшить вес автомобиля благодаря устранению проводов и разъемов. Отсутствие проводки, подводимой к аккумуляторной батарее, также повышает надежность, поскольку соответствующие кабели и разъемы, как известно, являются точками отказа системы. Дополнительным преимуществом также можно назвать то, что батарея без проводки обеспечивает универсальность и масштабируемость конструкции.

Portrait image of Shane O'Mahony
«Вес – это убийца спортивных автомобилей премиум-класса».

Шейн О'Махони

Инженер по маркетингу продуктов из отдела разработки технологий для автомобилей | Analog Devices

УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ И СВОБОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Как вы проводите проектные работы с аккумуляторной батареей после того, как вы оптимизировали всю архитектуру автомобиля для обеспечения высоких динамических характеристик?

Универсальность при реструктуризации батареи имеет решающее значение, особенно для инженера, разрабатывающего постоянно меняющуюся форму аэродинамических электромобилей. Система wBMS не только предоставила Lotus быстрый и простой путь для обеспечения универсальности, масштабируемости и оптимизации — она дала возможность располагать большее количество элементов в батарее, устанавливаемой в новой конструкции автомобиля, благодаря наличию пустоты, оставшейся после устранения проводки. За счет большего количества батарей можно повысить мощность и увеличить запас хода автомобиля.

«Инженеры Lotus теперь могут свободно проектировать автомобиль так, как они считают нужным вместо того, чтобы проектировать автомобиль в рамках ограниченных возможностей, связанных с аккумуляторной батареей» – сказал Роджер Кин.

Lotus car driving on road through a scenic mountain environment

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ И УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СНИЖЕНИИ СЛОЖНОСТИ

Кошмар, связанный с проводкой, может возникнуть, если к каждому из сотен элементов в аккумуляторной батарее был подведен провод, присоединенный к положительному и отрицательному полюсам. Иными словами, проводные системы управления батареями с ограниченной проводкой, состоящей из проводников, подключенных к батарейным элементам, не могут контролировать каждый элемент. В результате невозможно определить состояние работоспособности элементов – об этом можно только сделать вывод, проверив состояние заряда всей батареи. Но при таком подходе невозможно выявить аккумуляторные элементы с низким уровнем заряда или вообще нерабочие элементы.

В беспроводной системе управления батареями группа элементов батареи передает сигнал по беспроводному каналу, отправляя защищенные данные в облако для их безопасного хранения. С помощью ноутбука технический специалист Lotus или механик местной СТО могут просмотреть подробную информацию, в том числе информацию о состоянии заряда и работоспособности каждой группы параллельных элементов в аккумуляторной батарее. Инженеры OEM-производителей, работающие из своих штаб-квартир, могут легко и быстро обновить программное обеспечение для управления аккумуляторной батареей. Система wBMS предлагает инженерам Lotus универсальность без усложнения конструкции и кибербезопасность облачного уровня.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ РУКИ БОЛЬШЕ НЕ ТРЕБУЮТСЯ

В традиционной проводной системе управления батареей между аккумуляторными модулями требуется открытое пространство, чтобы человек руками мог подключить большое количество проводов и разъемов. Модули беспроводной системы управления батареей имеют только две клеммы, и эти модули могут размещаться более плотно друг к другу, увеличивая плотность самой батареи и уменьшая ее размеры. Подключение к клеммам осуществляется с помощью тонких роботизированных инструментов.

Благодаря роботизированной сборке можно формировать более плотные аккумуляторные батареи. Сборка и разборка аккумуляторов при их подготовке к повторному использованию после истечения гарантийного срока эксплуатации с помощью робототехнических инструментов выполняется быстро, безопасно и точно, что экономит время и деньги производителям электромобилей, таким как Lotus.

Gina Aquilano
«Беспроводная система управления батареями позволяет измерять состояние аккумуляторных элементов, а также осуществлять роботизированную сборку и разборку аккумуляторных батарей, что дает возможность выявлять и удалять нерабочие аккумуляторные элементы, благодаря чему батарею можно эффективно и быстро отремонтировать».

Джина Аквилано

Директор департамента автомобильных технологий | Analog Devices

РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ: ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОСЛЕ ОКОНЧАНИЯ ОСНОВНОГО СРОКА ЭКСПЛУАТАЦИИ

После многих лет эксплуатации батареи, когда емкость беспроводных батарейных блоков уменьшилась и они перестали быть идеальными для обеспечения оптимальных характеристик электромобиля, их можно легко перепрофилировать для использования в экологически чистых системах накопления энергии. «Отработанные» аккумуляторные батареи для электромобилей помогут создать электрифицированное будущее благодаря хранению избыточной солнечной и ветровой энергии.

«Заменять всю аккумуляторную батарею каждый раз, когда один элемент или группа элементов преждевременно теряют свою емкость, представляет собой неустойчивую бизнес-модель» – сказал директор отдела разработки двигателей и шасси в компании Lotus Cars Ричард Лайвли: «Система wBMS от ADI обеспечивает быстрое, простое и экономичное решение, удовлетворяющее нашим требованиям к ремонтопригодности».


Ремонтопригодность является ключом к долгой эксплуатации аккумуляторной батареи электромобиля и самого электромобиля.

Lotus Cars


Lotus не устанавливает срок эксплуатации ни на один из своих автомобилей – многие из них все еще используются после 25 или 30 лет в качестве классических автомобилей. Автомобиль с фактически отсутствующим расчётным сроком эксплуатации требует, чтобы вы поддерживали его в рабочем состоянии «вечно», обеспечивая оптимальные характеристики аккумуляторных батарей на протяжении всего срока службы автомобиля.

Благодаря системе wBMS обслуживание автомобиля осуществляется легко и быстро, поскольку аккумуляторные модули имеют только две клеммы (положительную и отрицательную) и программируются для быстрого и удобного обновления программного обеспечения по беспроводной сети. Контроллер элемента используется с аккумуляторным модулем на протяжении всего срока службы как единое обслуживаемое устройство, что способствует упрощению модели обслуживания.

Бизнес-модель ремонта далеко не нова. Сегодня это краеугольный камень почти в каждой отрасли, начиная от сферы бытовой техники и заканчивая стоматологической областью реставрации зубов. Ремонт аккумуляторов электромобилей также откроет широкие бизнес-возможности для механиков местных СТО, дистрибьюторов запчастей и OEM-производителей. Влияние такого бизнеса на сохранение экологичности окружающей среды огромно.

«Ни одна другая система управления батареями конкурентов не обеспечивает таких же возможностей в плане облегчения ремонта батареи, как система Analog Devices. Ремонтопригодность позволит выделить Lotus среди других производителей электромобилей и не допустить выделения до шести тонн углерода в окружающую среду» – сказал Шейн О’Махони: «И это также позволит владельцам автомобилей Lotus получать удовольствие от вождения на протяжении десятилетий».

wBMS technology showing EV battery repairability of used EV battery cells to repaired EV Cells
Система wBMS продлевает срок службы аккумуляторной батареи, позволяя выявлять неисправности в аккумуляторных элементах с целью их простой и быстрой замены, что экономит время и деньги.

ЭКОЛОГИЧНОЕ БУДУЩЕЕ И ЗАХВАТЫВАЮЩИЕ ОЩУЩЕНИЯ ОТ ВОЖДЕНИЯ

Помня о предпочтениях потребителей в более экологичных продуктах и стремясь обеспечить долговечность и высокие рабочие характеристики продукта, ADI и Lotus в рамках своего сотрудничества сделали основными целями легкость конструкции, ее ремонтопригодность и экологичность.

Благодаря инновационной инженерной работе удалось сократить занимаемую площадь, уменьшить объемы кабельной проводки и аккумуляторных батарей, а также реализовать единую универсальную систему, подходящую для нескольких конструкций и упрощающую масштабирование, а также ускоряющую сборку и разборку и обеспечивающую безопасность этих процедур. Ремонтопригодная аккумуляторная батарея открывает многочисленные бизнес-возможности для автомобильной отрасли и OEM-производителей, приближая нас к более чистому и экологичному будущему.

Смелые инновации и радикальное мышление позволили компании Lotus совершить еще один революционный скачок в следующую захватывающую главу истории этой компании.

Lotus car interior and a person holding sterring wheel driving on a country road