BMS Nirkabel Dukosi: Menghilangkan Rangkaian Kabel dengan Chip Terdedikasikan Tingkat Sel
Perubahan global menuju elektrifikasi—terutama di kendaraan listrik—telah membuat pemantauan baterai menjadi hal yang esensial untuk keselamatan dan keawetan. Dukosi, inovator berbasis Inggris, bertekad mengganggu pasar BMS dengan solusi nirkabel yang menyematkan chip silikon dan firmware terdedikasi di setiap sel lithium-ion, menghilangkan rangkaian kabel yang membesar dan menambahkan kecerdasan secara langsung ke dalam paket baterai.
Dalam wawancara dengan Joel Sylvester, pendiri dan CTO Dukosi, kami mengeksplorasi bagaimana teknologi perusahaan ini berbeda dari penawaran BMS nirkabel yang ada dan apa artinya ini untuk industri baterai.
“Kami telah mengembangkan perangkat pemantauan sel untuk paket lithium-ion tegangan tinggi besar yang digunakan di EV, bus, kapal laut, dan penyimpanan grid,” jelas Sylvester. “Aplikasi ini bergantung pada pemantauan yang presisi terhadap tegangan sel, suhu, dan arus untuk memastikan keselamatan dan memperpanjang umur.”
Inti inovasi Dukosi adalah chip CMOS kecil yang dipadukan dengan perangkat lunak proprietary yang mengukur tegangan, arus, suhu, dan parameter kunci lainnya untuk setiap sel secara individu.
Yang membedakan solusi ini adalah penempatan chip pada sel itu sendiri. “Dengan mengintegrasikan kecerdasan pada tingkat sel, kami memungkinkan desain paket yang fleksibel—ukuran, bentuk, atau konfigurasi apa pun—sambil menjaga footprint hardware yang minimal,” katanya. “Ini secara fundamental mengubah cara produsen memantau dan mengelola baterai.”
Saat berbicara dengan calon pelanggan, prioritas pertama selalu adalah menghilangkan rangkaian kabel. “Rangkaian kabel mengurangi keandalan, menciptakan risiko keselamatan, dan menginflasi biaya desain dan manufaktur,” katanya. “Sistem kami menawarkan pengukuran yang konsisten dan berkualitas tinggi di setiap sel, yang secara dramatis meningkatkan performa paket.”
Kebutuhan akan Manajemen Baterai Canggih
Pemantauan baterai yang akurat sangat penting untuk keselamatan dan performa optimal, terutama di EV. Desain BMS tradisional mengandalkan kabel lama dan pemantauan terpusat, yang dapat merepotkan dan rentan kesalahan. Pendekatan nirkabel sebenarnya Dukosi memanfaatkan edge computing untuk menyediakan pengumpulan data yang cepat dan fleksibel.
Fungsi utama BMS adalah menjaga siklus charge/discharge yang aman, melindungi sel dari degradasi, kerusakan, atau kebakaran. Di luar keselamatan, pembacaan state-of-charge (SoC) yang presisi memungkinkan estimasi jarak tempuh yang akurat, mengurangi kecemasan jarak tempuh dan mempersingkat waktu pengisian. Data jangka panjang tentang suhu, tegangan, dan jumlah siklus memberikan informasi untuk evaluasi state-of-health (SoH), yang krusial untuk aplikasi vida kedua dan daur ulang yang hemat biaya.
Rangkaian Kabel: Tantangan yang Berlanjut
Meskipun rangkaian kabel dapat diterima di sistem tegangan rendah—seperti UPS asam timbal 48V—penerapan prinsip yang sama pada paket EV tegangan tinggi (hingga 800V) di lingkungan yang sulit dan sempit adalah masalah. Kabel berukuran besar menambahkan bobot, menempati ruang, dan meningkatkan kompleksitas instalasi. Solusi nirkabel yang ada seringkali mengandalkan multiplexing beberapa sel per modul, yang membatasi jumlah sel yang dipantau dan menurunkan akurasi pengukuran seiring panjangnya deretan.
Kekurangan utama BMS nirkabel konvensional meliputi:
Jumlah sel terbatas per modul (12–16 sel) karena batasan tegangan pada multiplexer.
Penerimaan bising yang meningkat dan presisi yang berkurang pada sel yang jauh.
Ketergantungan pada garis pandang untuk antena RF, yang menyebabkan latensi yang tidak terduga.
Edge Computing: Keunggulan Dukosi
Dukosi mengadopsi edge computing dengan memberikan setiap pelengkapnya mikrokontroler sendiri. Chip CMOS ultra-hemat daya ini menyedot daya langsung dari sel, menghilangkan kebutuhan akan multiplexing analog dan memastikan akurasi pengukuran optimal. Pemrosesan lokal mentafsirkan data mentah dan mengirim informasi teragregasi yang ringkas melalui perangkat lunak embedded proprietary.
Koneksi ke sistem eksternal dicapai melalui teknologi NFC yang dipatenkan. Loop tegangan rendah tipis berkeliling paket baterai, terhubung secara induktif dengan loop setiap sensor dengan jarak hanya beberapa milimeter. Desain ini menyediakan tautan data yang cepat dan kuat sambil mempertahankan isolasi listrik bahkan pada tegangan paket tertinggi. Setiap IC memiliki pengenal unik dan dipoll oleh radio manager yang meneruskan data ke elektronik utama kendaraan. Arsitektur seluruhnya memenuhi standar keselamatan ASIL C dan cocok untuk paket berrating ASIL D.
Penyematkan kecerdasan “always-on” di setiap sel membuka pintu untuk pencatatan berkelanjutan data penggunaan dan performa, memungkinkan analisis state-of-health secara real-time dan pelacakan provenance komprehensif selama siklus hidup baterai. Dengan menghilangkan biaya hardware, kabel, dan instalasi, solusi Dukosi menawarkan manfaat jangka panjang di semua jenis EV dan pasar penyimpanan energi yang lebih luas.
Sylvester menekankan bahwa gangguan sejati terletak pada pendekatan sel demi sel. “Penawaran pasar yang ada masih mirip dengan desain akhir tahun 1990, yang berfokus pada jumlah sel yang lebih tinggi per modul dan tegangan yang lebih tinggi. Teknologi kami memprioritaskan presisi pengukuran—setiap sel dipantau secara individual, memberikan akurasi terkemuka industri untuk tegangan, suhu, dan lebih banyak lagi. Ini memungkinkan produsen merakit paket tanpa konektor atau rangkaian kabel tambahan, yang secara besar-besaran menyederhanakan desain dan meningkatkan keandalan.”
Untuk penjelasan lebih mendalam, dengarkan wawancara lengkap Joel Sylvester di podcast Embedded Edge with Nitin.
