Sistem Manajemen Baterai (BMS) adalah bagian integral dari paket baterai daya kendaraan listrik, yang penting dalam memantau parameter utama seperti suhu, voltase, dan status pengisian daya, serta menyediakan layanan penting seperti komunikasi, manajemen keselamatan, penyeimbangan sel, dan kontrol keseluruhan. Memahami protokol komunikasi mereka juga sangat penting karena hal ini menentukan bagaimana pertukaran data antara sistem lain, seperti unit kontrol kendaraan atau infrastruktur pengisian daya.

1. Controller Area Network) Bus

Bus CAN telah lama digunakan dalam pengaturan otomotif dan industri karena ketergantungannya. Aplikasi kendaraan listrik telah melihatnya sebagai penghubung komunikasi yang kuat antara BMS (sistem manajemen bodi) dan komponen onboard lainnya seperti pengontrol motor, pengisi daya, dan unit kontrol utama kendaraan mereka.

Keuntungan dari CAN Bus

• Kecepatan Transmisi Tinggi: Dengan transfer data hingga 1 Mbps, CAN bus menawarkan pemantauan dan kontrol waktu nyata pada tingkat kecepatan transmisi data yang belum pernah terjadi sebelumnya.
• Ketahanan yang Kuat terhadap Gangguan: Mekanisme pensinyalan diferensial dan pengecekan kesalahan Can Bus dirancang untuk memastikan kekebalan yang kuat terhadap gangguan elektromagnetik, menjaga integritas data dalam lingkungan otomotif yang menantang.
• Skalabilitas: Jaringan CAN Bus dapat mendukung hingga 30 node, memberikan integrasi yang mulus dari beberapa perangkat dalam arsitektur kendaraan.
• Efektivitas Biaya: Implementasi jaringan Can Bus dapat menjadi hemat biaya karena adopsi yang luas dan ketersediaan solusi perangkat keras dan perangkat lunak yang kompatibel.

Kerugian dari CAN Bus

• Jarak Transmisi Terbatas: Biasanya, bus CAN hanya mendukung jarak hingga 10 meter per segmen, dan oleh karena itu, repeater sinyal mungkin diperlukan untuk menjangkau kendaraan atau sistem yang lebih besar.
• Kesederhanaan dalam Format Data: Meskipun efisien untuk tipe data dasar, protokol bus CAN mungkin memerlukan pemrosesan tambahan untuk struktur data yang kompleks atau data sensor resolusi tinggi.

2. RS232

Komunikasi Serial, juga dikenal sebagai RS232, telah lama digunakan dalam komputasi dan pengaturan industri untuk menghubungkan perangkat eksternal seperti PC, alat diagnostik, atau peralatan pemantauan ke BMS. Khusus untuk sistem BMS, antarmuka ini juga dapat terhubung langsung dengan PC eksternal untuk digunakan sebagai peralatan pemantauan atau diagnostik tambahan.

Keuntungan dari RS232

• Implementasi yang disederhanakan: Dengan strukturnya yang sederhana, RS232 memudahkan implementasi ke dalam berbagai aplikasi - termasuk sistem manajemen gedung (BMS).
• Kompatibilitas Luas: Antarmuka RS232 dapat ditemukan di berbagai perangkat dan sistem, menjadikannya cara yang fleksibel untuk menghubungkan peralatan lama atau alat khusus.
• Efisiensi Biaya: Dengan perangkat keras terjangkau yang tersedia saat ini, RS232 menjadi solusi yang sangat baik ketika batasan anggaran harus dipertimbangkan.

Kerugian dari RS232

• Kecepatan Transmisi Terbatas: Dengan hanya kecepatan hingga 115.200bps yang tersedia untuk transmisi, RS232 mungkin tidak dapat memenuhi transfer data bervolume tinggi atau aplikasi pemantauan waktu nyata.
• Keterbatasan Jarak: Jangkauan WiFi biasanya mencapai 15 meter per koneksi, sehingga memerlukan penguat sinyal atau repeater untuk meningkatkan jangkauan.
• Komunikasi Titik-ke-Titik: RS232 beroperasi dalam konfigurasi point-to-point, yang membatasi skalabilitas dan fleksibilitasnya dalam lingkungan jaringan yang kompleks.

3. Ethernet

Ethernet adalah protokol komunikasi standar dalam jaringan komputer, memberikan kemampuan transfer data berkecepatan tinggi yang cocok untuk aplikasi yang menuntut pada kendaraan listrik dan integrasi BMS.

Keuntungan dari Ethernet

l Kecepatan Transmisi Tinggi: Ethernet dapat mendukung kecepatan mulai dari 10 Mbps hingga 100 Gbps, menyediakan pemantauan, kontrol, dan diagnostik waktu nyata dengan kecepatan pertukaran data yang cepat.

• Jarak Transmisi yang Jauh: Jarak transmisi Ethernet yang tinggi membuatnya ideal untuk kendaraan besar dan sistem kompleks yang membutuhkan akses ke data BMS dari jarak jauh, seperti aplikasi manajemen armada.
• Keserbagunaan dalam Penanganan Data: Ethernet dapat mengakomodasi berbagai format dan protokol data, seperti TCP/IP, untuk integrasi tanpa hambatan dengan platform cloud, unit kontrol kendaraan, dan alat diagnostik eksternal.
• Skalabilitas: Jaringan Ethernet menawarkan infrastruktur yang terbuka dan dapat diskalakan yang mampu mengakomodasi banyak node dan perangkat, sehingga memungkinkan arsitektur sistem yang lebih serbaguna.

Kekurangan Ethernet

• Kompleksitas dan Biaya: Menerapkan Ethernet dalam sistem BMS biasanya membutuhkan implementasi perangkat keras dan perangkat lunak yang lebih kompleks, yang menghasilkan biaya awal yang lebih tinggi dibandingkan dengan protokol yang lebih sederhana seperti CAN bus atau RS232.
• Konsumsi Daya: Antarmuka Ethernet biasanya mengonsumsi lebih banyak daya dibandingkan dengan protokol berkecepatan lebih rendah, yang dapat memengaruhi efisiensi energi secara keseluruhan pada kendaraan listrik.

4. Protokol Komunikasi Lainnya

Sistem BMS dapat menggunakan standar komunikasi tambahan tergantung pada kebutuhan aplikasi spesifik mereka, selain yang tercantum di atas:

• UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter): Digunakan untuk komunikasi jarak pendek di antara mikrokontroler dan periferal di dalam BMS, biasanya menggunakan I2C (Inter-Integrated Circuit) untuk menghubungkan periferal dan sensor berkecepatan rendah dengan mudah sekaligus menawarkan persyaratan jumlah pin yang minimal.
• SPI (Antarmuka Periferal Serial): SPI ideal untuk komunikasi kecepatan tinggi antara sirkuit terpadu dalam aplikasi BMS, menyediakan pertukaran data yang cepat dari sensor atau sinyal kontrol.

Kesimpulan

Memilih protokol komunikasi yang optimal untuk BMS perlu mempertimbangkan berbagai faktor, termasuk kompleksitas data, jarak transmisi, persyaratan integrasi sistem, dan pertimbangan biaya. Setiap protokol menawarkan keunggulan dan keterbatasan spesifik yang berdampak pada kinerja, keandalan, dan efisiensi sistem manajemen baterai kendaraan listrik secara keseluruhan.

Insinyur, pengembang, dan pemangku kepentingan yang terlibat dalam merancang dan mengintegrasikan solusi BMS memerlukan pengetahuan menyeluruh tentang protokol komunikasi untuk memilih protokol BMS yang tepat yang memastikan kelancaran operasi, langkah-langkah keamanan yang ditingkatkan, siklus hidup baterai yang lebih lama, serta teknologi transportasi berkelanjutan yang berkontribusi terhadap pengembangannya.