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一粒金砂(中级)

低功耗蓝牙迈向工业车规级,助力充电桩和电动车智能化 [复制链接]

  近两年来,国内新能源汽车发展突飞猛进,一骑绝尘。据汽车工业协会统计,2022年1~6月份,新能源汽车的产销分别为266.1万辆和260万辆,同比均增长1.2倍,市场占有率达到了21.6%。另据公安部的统计,截至2022年6月底,我国新能源汽车保有量为1001万辆,其中纯电动汽车为810.4万辆。

  就在新能源汽车产销量迅速增长的同时,作为充电基础设施的充电桩数量也在随之快速增长,据充电联盟的数据显示,2022年1~6月,充电基础设施增量为130.1万台,其中公共充电桩增量为38.1万台,同比上涨了228.4%,随车配建的私人充电桩增量也在持续上升,增加了92万台,同比增长511.3%。截止到2022年6月底,全国充电桩的累计数量达391.8万台。新能源汽车与充电桩的保有量比接近2.5:1。

 

蓝牙技术在充电桩上的应用

如今许多的充电桩都是智能充电桩,它们与手机App相连接,用户能够通过手机查看充电桩的位置、充电进度、缴费以及实施远程监控等。更加智能一点,汽车接上充电桩之后可在手机上远程操控,设置充电时间,错峰充电节省充电费用。当然,也可以实时监控充电过程,当充电温度、电压、电流等指标出现异常时,进行实时诊断和预测电池故障,并对问题情况进行提示和应急处理等等。

 

星星充电是首批将物联网技术应用到充电桩上的企业之一,物联网技术帮助星星充电将28.4万台公共充电桩连接起来,织成了一张充电网络。为了织好这张充电网络,星星充电采用了“硬件+软件+服务”的业务模式,在移动能源领域,率先提出了“云-管-端”的业务形态。其中,其中,“云”指的是软件平台,“端”就是硬件设备,“管”则是运维服务,三者的结合大大减少了产业链上下游间的协同成本。

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星星充电在云管端业务形态的支持下,实现了充电桩网络的全覆盖,能完整呈现充电桩的出厂日期、安装时间、故障类型,甚至配件的批次等信息,而且还能进行远程程序升级和故障诊断。

这些功能的实现离不开物联网无线技术的支持。物联网无线技术包括Cat.1及NB-IoT为主的蜂窝网络,及以蓝牙BLE、WiFi、ZigBee等为主的短距离无线通信技术。当用户身处地下室,或者比较偏远,蜂窝网络信号不佳时,短距离无线通信就可以作为一个有效的补充,而蓝牙由于其优秀的射频性能和Mesh组网能力得到了很多充电桩行业客户的青睐。

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深圳智汉科技的充电桩智能通信解决方案,都是以蓝牙BLE技术为基础,我们设计的有两种交互方式:第一种是扫描二维码唤醒充电桩,然后在APP或者微信小程序上进行操作;第二种就是您已经是某充电桩的用户,打开某充电桩app,靠近这个品牌的充电桩,APP就会显示确定是否充电,点击确定就唤醒了充电模式。这两种都免去了复杂的线路布置和缴费流程,还能实时观看充电桩给汽车供电情况和费用清单,以及以往充电记录。

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实现充电桩蓝牙通信的硬件是基于智汉 RF Crazy®的RC6222P模组,它是一款支持BLE 5.2功能和IEEE 802.15.4通信协议的远距离无线模块。它以奉加微电子的PHY6222系统级芯片而设计开发,芯片集成了超低功耗的高性能多模射频收发机和32-bit ARM®Cortex™-M0处理器,并增加了PA信号放大芯片。模块最大发射功率达到20dBm,BLE 1Mbps速率下接收灵敏度-99dBm,同时提供3dB的解调增益;超低功耗芯片架构使得休眠电流低至0.5uA,峰值收发功耗4.6/4mA,多场景平均应用功耗<10uA,保证常规200mAH的纽扣电池正常供电状态下能够持续工作2年以上。RC6222P定义为PHY拥有基于Bluetooth LE 5.2的自主知识产权全栈蓝牙方案,支持包括SIG-Mesh全角色组网、AoA/AoD无线定位、2Mbps高速率模式、BLE长距离模式、主从配对一主多从、扩展广播/周期广播在内的主流BLE功能。支持自主知识产权的多协议栈:Matter (Bluetooth LE+Zigbee) 多协议共存;PhyPlus私有2.4GHz协议栈。

 

成功导入充电桩行业供应链是蓝牙BLE走向工业级别应用领域的一次成功实践,此前智汉科技的蓝牙模块已经获得了消费领域客户的广泛认可,被大批量应用于电脑配件、智能穿戴、玩具遥控、智能家居、电子标签、健康医疗设备等落地产品,实现了数以大百万级产品出货量。

 

蓝牙技术新风向——让汽车摆脱钥匙束缚

国内新能源汽车销量高速增长,与汽车厂商采用了很多新的技术是分不开的。国内汽车厂商勇于将新技术应用在汽车上,比如智能驾舱、自动驾驶、疲劳驾驶检测、远程启动、无钥匙进入等等。比如特斯拉、小鹏、比亚迪等有些车型就能通过手机来解锁汽车,而无需汽车钥匙,让人们摆脱了汽车钥匙的束缚。

那么汽车是如何实现手机来解锁汽车的呢?其实业内早已存在“无钥匙进入与启动系统(Passive Entry Passive Start)”的技术构想。通过蓝牙技术来实现,主要它在手机上得到了广泛的应用,具体来说,在车上添加一个蓝牙ble模块,该模块主动发射低频信号寻找车主的手机,通过测距算法和加密的通讯过程实现手机靠近自动开锁,远离自动落锁。

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智汉科技 RF Crazy®为应对新能源汽车在智能化与互连互通上的需求,也在积极探索汽车蓝牙智能更多应用,同时能够保持安全、稳定操作性和低功耗性能。现在与芯科电子(Silicon Labs)强强联手,使用基于EFR32BG22系列芯片开发出了一款蓝牙5.3协议的模组RC224AM,EFR32BG22通过AEC-Q100车规级认证,在无线连接领域积累了多年的技术实力和应用经验,RC224AM集成了ARM Cortex-M4内核与蓝牙收发器、以及38.4MHz军工级晶振,经过了严苛的高低温耐久性测试,也在信号混杂的环境中通信方面也做到了优化,加上屏蔽盖的保护,抗干扰和稳定性更好。低于1.4µA的睡眠功耗、低功率发射和接收电流(分别为4.8 mA和4.3mA),保障汽车在常年停放的情况下不会受功耗影响。

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蓝牙技术新机遇——两轮电动车智能化浪潮涌动

2020年11月,阿里云IoT事业部联合天猫二轮车事业部推出了“闪骑侠”智能电动车出行解决方案,让电动车用户出门不必再携带实体钥匙也可以启动车辆。在扫码绑定之后,用户可以使用智能手机小程序进行启动/锁车等操作。
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智汉科技RF Crazy® 的蓝牙模组也已成功导入两轮电动车及电池保护板领域,为两轮电动车电源监控和解锁上锁等功能提供更加完善的解决方案,还有车辆电池状态与智能头盔之间的联动、车身各传感器之间的信息与手机的同步等,实现人车协同、车路协同的优化。这类解决方案也被国内多家电动车厂商采用。根据反馈,这一方案的用户体验感处于市场领先水平,得到了消费者的认可,购买的用户大都表示该功能非常方便。

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结语

蓝牙技术已经发展很多年了,其应用范围也越来越广泛,从消费、工业,再到汽车,它凭着良好的兼容性和技术的领先性,以及成熟的产业生态在不用的应用领域发挥着其作用。智汉科技 RF Crazy®作为国内一家深耕低功耗蓝牙通信模组领域的公司,在不断升级其技术和产品,渗透到不同应用领域,不断为客户带来更有价值的解决方案。

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