Le sans fil à bande ultra large simplifie les batteries des véhicules électriques
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Un nouveau système sans fil à bande ultra large qui collecte des données à partir des batteries pourrait contribuer à augmenter l’autonomie des véhicules électriques et à simplifier leur développement et leur assemblage.
Les véhicules électriques collectent de nombreuses données sur leurs batteries, comme des informations sur leur tension et leur température , afin de « garantir le bon fonctionnement du bloc-batterie et d'éviter les pannes ou les risques de sécurité », explique Jesus Ruiz-Sevillano , directeur du marketing produit pour les systèmes de gestion de batterie chez NXP Semiconductors à Munich.
Pour recueillir ces données, les véhicules électriques utilisent souvent des faisceaux de câbles complexes au sein des batteries. Ces faisceaux occupent de l’espace qui pourrait autrement servir à stocker plus d’énergie. De plus, explique Jesus Ruiz-Sevillano, le câblage d’une douzaine de modules à l’intérieur d’une batterie pendant la production nécessite une main-d’œuvre qualifiée pour brancher manuellement les connecteurs à plusieurs reprises.
Le remplacement de ces faisceaux de câbles par des systèmes sans fil pourrait augmenter la quantité d’énergie que peut contenir un bloc-batterie et simplifier l’assemblage. « Cela se traduit par une augmentation du rendement et une réduction des risques et des erreurs humaines», précise Jesus Ruiz-Sevillano.
Jusqu'à présent, la technologie de gestion de batterie sans fil était à bande étroite et fonctionnait dans des fréquences limitées, comme la gamme de 2,4 gigahertz utilisée dans les technologies Bluetooth Low Energy . Ces systèmes sont confrontés à de nombreux défis dans les véhicules électriques.
Par exemple, les boîtiers métalliques et l’architecture intérieure des batteries présentent de nombreuses surfaces réfléchissantes pour les signaux sans fil. Cela signifie que ces transmissions peuvent atteindre une antenne de réception par plusieurs chemins , ce qui entraîne une distorsion et une atténuation. Les interférences peuvent également provenir d’autres systèmes sans fil du véhicule fonctionnant dans la même bande que le système de gestion de batterie sans fil. Pour atténuer ces problèmes, les fabricants de véhicules électriques doivent développer des algorithmes complexes de sélection de canal adaptatif, assure Jesus Ruiz-Sevillano.
Sans fil à bande ultra large pour la santé de la batterie de voiture
NXP a développé le premier système de gestion de batterie sans fil à bande ultra-large pour véhicules électriques. Il encode les données dans des impulsions sans fil à faible énergie sur une plage de 500 mégahertz pour une communication à courte portée et à large bande passante, explique Ruiz-Sevillano.
L'utilisation d'impulsions à bande ultra-large peut aider le nouveau système à identifier et à traiter les signaux réfléchis . Plus la bande passante d'un signal est large, plus sa durée est courte. Dans le cas du système de NXP, ses impulsions durent environ 2 nanosecondes, ce qui signifie qu'il peut mesurer très précisément le moment où les signaux atteignent les antennes. Cela lui permet de filtrer les impulsions réfléchies, c'est-à-dire que les impulsions qui ont emprunté un chemin plus long en se réfléchissant sur les surfaces arrivent plus tard. La nature à bande ultra-large des signaux permet également d'éviter les interférences avec d'autres systèmes d'un véhicule électrique.
Selon Jesus Ruiz-Sevillano, le système de NXP peut atteindre un débit quatre fois supérieur aux systèmes de gestion de batterie sans fil à bande étroite, atteignant jusqu'à 7,8 mégabits par seconde. Le fait qu'il puisse également éviter les interférences multitrajets signifie qu'il peut réduire considérablement la complexité du logiciel et les efforts de développement globaux, ajoute-t-il.
NXP affirme que son nouveau système sera mis à la disposition des constructeurs automobiles pour évaluation et développement à partir du deuxième trimestre 2025.