车规级蓝牙射频IP面世 锐成芯微赋能无线电池管理系统

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(文/李映)全球汽车行业均将电动汽车视为未来的发展方向,让各方势力的角逐也更加激烈。有数据预测,2024年全球新能源汽车市场预计将增长 27%,达 1750 万辆。在电动汽车举足轻重的三电系统中,电池管理系统BMS可谓是电动汽车电池组的“大脑”,不仅是电动汽车的关键组成部分,负责确保电动汽车高效和安全运行,其性能也显著影响电动汽车的行驶里程和电池寿命。

随着市场的快速发展和技术的不断进阶,为满足更轻巧、模块化、紧凑型以及绿色环保这一永恒动力主题,无线电池管理系统wBMS开始崭露头角。尤其是wBMS凭借具备的多重优势,让其成为近年来整车厂的热门选择。

但与有线连接相比,为保障无线传输信号的稳定和安全,wBMS需要采用高可靠性、低延迟、安全的无线技术例如蓝牙,相应地,这对蓝牙射频IP提出了更高的要求。

着眼于这一需求,在IP领域深耕多年的成都锐成芯微科技股份有限公司(以下简称锐成芯微)也应时而动,推出了全新的车规级蓝牙射频IP。除了车规级eFlash IP被知名汽车芯片厂商采用之外,这一蓝牙射频IP或将成锐成芯微开拓汽车市场的第二增长曲线。

wBMS优势显著应用将愈加广泛

具象来看,wBMS带来的优势十分显著,凸显出其重要的战略价值。

整体而言,首先,可降低线束重量,wBMS通过减少线束的使用,降低了整个电池系统的重量,有助于提高电动车的续航里程。其次,简化了工艺,减少线束和连接器的使用简化了装配流程,提高了生产质量和效率,并降低了成本。同时,还支持远程更新,电芯也可以方便地升级,增强了系统的灵活性。最后,wBMS还考虑了电池的二次利用,使得电池包可简单方便地进行二次利用,有助于提高电池的使用寿命和可持续性。

可以说,wBMS已成为全面提升电池性能、安全性和可靠性的重要技术。有数据显示,相对于传统有线BMS,成熟wBMS技术可以简化制造流程并降低运营支出,从而为每辆电动汽车平均带来高达250美元的成本节省。考虑到随之而来的高效扩展以及电池组回收和再利用所带来的利润提升机会,wBMS技术将不仅是电动汽车厂商打造差异化的重要因素,也将创造有利可图且可持续的未来。

也因此wBMS正逐渐受到汽车制造商的青睐,越来越多的汽车制造商开始关注和采用wBMS技术。一些领先的企业已经成功将wBMS应用于量产车型中,并取得了显著的效果。

锐成芯微相关负责人表示,随着技术的不断完善和成本的降低,预计wBMS将在未来汽车领域得到更广泛的应用。此外,随着新能源和碳中和的发展,未来wBMS在储能应用中的需求也将持续增长。

虽然wBMS可考虑多种无线解决方案,甚至是一些专有方案为wBMS定制,但锐成芯微认为,基于蓝牙标准无线通信解决方案有着明显的优势。

经过数十年的发展,蓝牙无线技术已无处不在,被广泛应用于智能手机、智能家居、可穿戴设备、医疗保健以及新能源汽车领域。ABI Research 的统计数据表明,到 2027 年蓝牙设备的年出货量预计将超过 76 亿件。特别是在汽车市场,由于蓝牙具有高吞吐量、安全、低功耗、低成本,在汽车娱乐、电池管理系统、数字钥匙、轮胎监控等多种应用中的采用率越来越高。ABI Research 预测,到 2027 年汽车蓝牙设备的年出货量将超过 1.8 亿件。

蓝牙RF IP满足车规、安全及定制化需求

近些年在汽车智能化、电动化变革趋势下,国内芯片企业大力拓展汽车电子业务,带来全新市场增量的同时,也对IP设计提出新的需求,车规级芯片的设计规范逐步渗透至IP领域,越来越多的IP厂商在产品开发中引入车规级验证。在wBMS领域蓝牙的应用大门开启之际,也催生了车规级蓝牙RF IP广阔的市场前景。

锐成芯微认为,蓝牙RF IP作为wBMS中的重要组成部分,能够实现电池组件的精确识别和定位,为电池管理提供关键数据支持。蓝牙技术作为一种成熟的无线通信技术,具有广泛的应用基础和良好的兼容性,车规级蓝牙RF IP结合了蓝牙的通信能力和RF IP的定位功能,能够提供高精度、高稳定性的定位与追踪服务,同时蓝牙技术还在不断更新迭代,这进一步增强了车规级蓝牙RF IP的技术优势。

“无线技术需满足车规级标准的需求,这也将推动蓝牙RF IP技术的不断创新和发展,以满足汽车领域对电池管理系统日益增长的需求。”锐成芯微表示。

相对于应用于wBMS射频的车规级蓝牙射频要求,锐成芯微进一步指出,其规格与标准蓝牙规格基本一致,但针对可靠性和功能安全做了大幅提升。为此,锐成芯微于2023年引入ISO26262功能安全管理体系,并有数十位工程师获得功能安全工程师证书。

“由于电池管理系统涉及车辆的安全运行,因此蓝牙RF IP技术需要具备高度的安全性和可靠性,这包括防止恶意攻击和干扰以及确保在各种恶劣环境下仍能正常工作,能实时监测功能是否正常运转等。”锐成芯微着重说。

而且,随着wBMS应用的不断深入,汽车芯片厂商对蓝牙RF IP的需求也越来越个性化。锐成芯微提到,汽车芯片厂商希望蓝牙RF IP解决方案能够根据具体需求进行定制,以提供更好的适配性和灵活性,这需要蓝牙RF IP厂商具备较强的定制化能力,从而根据客户需求进行快速响应和调整。

立足于对市场走向和客户需求的深入洞察,锐成芯微基于多年蓝牙RF IP成功开发并量产经验,近日成功在40nm车规工艺平台开发了应用于wBMS的蓝牙RF IP,并已授权给头部wBMS芯片厂商进行全光罩流片。

蓝牙RF IP实现全武行未来持续精进

取得这一重大突破,离不开锐成芯微多年的积累、持续的投入和深刻的洞察。

锐成芯微成立于2011年,通过多年的技术积累,已逐步发展和构建完成以超低功耗模拟及数模混合IP、高可靠性嵌入式存储IP、高性能无线射频IP及有线连接接口IP为主的产品格局。

为使蓝牙RF IP满足车规级要求,锐成芯微深入研究了车规级标准与规范,这些标准涉及在各种环境条件下的性能表现,如温度、可靠性、抗干扰性等等。

在40nm车规工艺的支持下,锐成芯微的车规级蓝牙RF IP经过了严格的质量控制和测试,确保在各种恶劣环境下都能保持高稳定和高可靠的工作表现,这对于汽车在各种复杂场景下的运行至关重要。同时,得益于成熟的技术,锐成芯微蓝牙RF IP也将为电动汽车带来差异化的应用表现。

考量到汽车严格的温度范围,锐成芯微也全面解锁,推出的蓝牙RF IP可在-40度~125度的环境温度范围运行,确保蓝牙RF IP的设计和生产过程完全符合上述标准,保证其在汽车应用中的稳定性和可靠性。

在关键性能指标层面,测试表明锐成芯微蓝牙RF IP的接收机(RX)的灵敏度达到-98.5dBm,发射机(TX)的最大发射功率可达10dBm以上。该IP按照ISO 26262功能安全要求进行功能安全设计,支持实时监测蓝牙射频功能是否正常,一旦发现异常情况,立即触发报警机制。

在蓝牙技术的应用中,抗干扰能力至关重要。对此锐成芯微介绍说,通过对蓝牙RF IP采取了一系列设计优化措施,对电路布局进行优化,在硬件上减少电磁干扰的影响。同时,通过信号处理算法和滤波技术在软件上消除或减少电磁干扰对信号传输的影响,使抗干扰能力大幅提升。

凭借上述蓝牙RF IP的出色表现,锐成芯微蓝牙RF IP在市场上也获得了积极的反馈。在首战告捷之后,锐成芯微也将持续迭代和升级。对于未来蓝牙RF IP 的路线发展,锐成芯微表示,目前锐成芯微的蓝牙RF IP已在55nm/40nm/22nm等工艺平台完成硅验证或量产,未来将在更多的平台和工艺节点持续拓展优化,不断精进。

从目前现有IP市场格局下,要注意的是在长期技术先进性和全面性差距的累积下,国产IP与海外龙头相比面临较大的生态壁垒。因而,如何完善自身产品与技术,逐步形成“厂商使用市场反馈—产品迭代—生态建设”的良性闭环发展,进而打破海外厂商的生态壁垒,成为国产半导体IP所面临的最大问题。这需要IP厂商紧密联系,联合产业链合作伙伴,建立“IP—芯片—应用”的一体化生态。为进一步促进应用,锐成芯微也深知众行者远,在加速扩展生态。

据悉,锐成芯微目前已经与全球头部数字基带IP厂商建立起官方的合作关系,锐成芯微能为客户提供完整的Actt RF IP testchip + FPGA的蓝牙SoC demo方案,协助客户快速完成系统集成和验证,加速产品面世时间。通过与全球头部数字基带IP伙伴的合作,在满足国内客户需求的同时也积极走出去开拓海外市场。

在wBMS市场兴起之际,锐成芯微的厚积薄发无疑也将在汽车蓝牙RF IP领域持续书写乘风破浪的新篇章。

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