一套wBMS無線電池管理系統(tǒng) 能給電動車帶來什么變化?
最新發(fā)布的Ultium平臺像深水炸彈一樣引發(fā)輿論爆點,它薈萃了通用汽車26年的電氣化經(jīng)驗和前瞻技術(shù),比大眾MEB和特斯拉電動平臺更具消費誘惑力
隨著數(shù)字化生活進(jìn)程的加速,汽車與人們?nèi)粘I畹穆?lián)系正變得愈加緊密。日新月異的智能網(wǎng)聯(lián)科技使汽車擁有了能感知、會思考的“大腦”,讓汽車從日常代步工具轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿又悄芙K端和數(shù)字空間。
上汽通用汽車在前不久2021科技體驗日上,帶給了我們在電動化、智能網(wǎng)聯(lián)化等領(lǐng)域一系列想象落地,尤其最新發(fā)布的Ultium平臺像深水炸彈一樣引發(fā)輿論爆點,它薈萃了通用汽車26年的電氣化經(jīng)驗和前瞻技術(shù),比大眾MEB和特斯拉電動平臺更具消費誘惑力,可以說是上汽通用布局電動化進(jìn)程中的一款具有革命性的三電平臺。
Ultium平臺顯著優(yōu)勢包括三個方面:高安全性、高靈活度和高智能化。筆者注意到,這三個特征背后,都離不開一項物聯(lián)網(wǎng)跨界創(chuàng)新技術(shù)——wBMS無線電池管理技術(shù)的參與。
這項技術(shù)是通用汽車首次在行業(yè)使用,它牛在哪里?能給電動車帶來什么變化?
一,行業(yè)電池管理技術(shù)分類
目前市面上主流的電池管理技術(shù)分為:集中式、分布式和半分布式,大眾的MEB平臺和特斯拉所用的就是分布式電池管理技術(shù)。
分布式的優(yōu)勢是將電芯歸為模組布局,電池的健康狀況能夠以模組為單位進(jìn)行管理,避免出現(xiàn)一個模組受損殃及整個電池包的情況。而弊端也非常明顯,由于控制網(wǎng)絡(luò)成多層級布局,需要非常多的線束來完成模組間的溝通工作。
集中式是將所有的采集單元全部集中在一塊BMS板上,由整車控制器直接控制繼電器控制盒。這樣做相對而言比較簡單,成本較低,模組間通信簡化;但缺點也很明顯,單體采樣的線束比較長,導(dǎo)致采樣導(dǎo)線的設(shè)計較為復(fù)雜,整個包線束排布也很麻煩,整塊BMS所能支持的最高通道也是有限。
無線管理技術(shù)能夠直擊分布式和有線集中式電池管理技術(shù)的痛點,模組之間通過無線電互通信息,電池內(nèi)部可減少90%的線束。不管是和集中式的iX3、還是和MEB的半分布式的相比,整個模組上看不到低壓線束。因此電池內(nèi)部減少了90%的線束,降低線束的信號衰減,優(yōu)化了電池的空間和重量的同時降低成本。
二,wBMS無線電池管理技術(shù)獨特安全優(yōu)勢
安全方面,無線電池管理技術(shù)能夠為整包電池構(gòu)建雙層保護(hù)。
第一層是軟件層面防護(hù)。Ultium平臺通過wBMS無線電池管理系統(tǒng)搭建起了一套獨立整車系統(tǒng)的實時智能電池監(jiān)控系統(tǒng),這套管控邏輯能夠?qū)﹄姵匕慕】禒顩r進(jìn)行實時監(jiān)測,分化整個電池系統(tǒng)的安全風(fēng)險到單個電芯的預(yù)先檢測上,并隨之調(diào)整模塊和傳感器以保障電池在車輛生命周期內(nèi)的健康。
第二層是來自結(jié)構(gòu)保護(hù)。電池內(nèi)部減少的90%線束為工程師留出了更大的設(shè)計空間,其中最簡單的做法是將空間再次用電芯填充,提高整包電池的單位體積內(nèi)的能量密度。Ultium平臺的確通過更富裕的空間提高了整包電池能量密度,但工程師們只用了一部分空間來這么做,另一部則是設(shè)計出一條排氣通道和安全閥,增強電池從模組到包級別的熱擴散能力,目前Ultium平臺上的這項設(shè)計屬于專利。
三,wBMS無線電池管理技術(shù)獨特智能優(yōu)勢
wBMS無線電池管理技術(shù)加持下的Ultium平臺在智能化方面也得到突破。在這項技術(shù)之上,平臺的開發(fā)空間和技術(shù)靈活性得到大幅提升,配合通用汽車全新一代VIP智能電子架構(gòu),將支持更精細(xì)化的系統(tǒng)管理和軟件功能的迭代升級,可像智能手機一樣進(jìn)行軟件更新。
沒有線束負(fù)擔(dān),讓Ultium平臺獲得了更高的電池組靈活度。它采用可替換、可升級的電池模組,以及可靈活排布的電芯方案,可輕松支持功能的升級和電芯配方的優(yōu)化。無論是磷酸鐵鋰、三元鋰電池,還是未來可能應(yīng)用的鋰金屬電池、固態(tài)電池,都能為其所用。
同時,通過電池和電驅(qū)的模塊化設(shè)計,Ultium平臺以 12至16個電芯為一組可組合成6,8,10,12和24模組的電池包,同時電池包還可以橫置、縱置或疊層排布在電池托盤內(nèi)。6種不同能量密度的電池包配合三款電機,將組合出多達(dá)19種動力單元。目前已知的是,Ultium平臺將在中國市場上提供7種驅(qū)動形式,其中包括多種尺寸的車型,滿足不同細(xì)分市場的消費者需求的同時,降低產(chǎn)品開發(fā)周期,加快上汽通用轉(zhuǎn)型電動化的速度。
三,wBMS無線電池管理技術(shù)獨特靈活的生產(chǎn)、使用、維修保養(yǎng)優(yōu)勢
wBMS無線電池管理系統(tǒng)更少的線束連接,讓生產(chǎn)裝配的自動化流程大為簡化,生產(chǎn)質(zhì)量和效率都能有所提升。
此外,wBMS無線電池管理系統(tǒng)能更好的支持車電分離,為電池的后期維修和回收帶來很多裨益。不同于特斯拉MODEL Y不能維修電池模組,Ultium平臺因為在底層架構(gòu)中沒有過多的線束參與,電池模組是通過快插結(jié)構(gòu)布局在電池底盤上,在維護(hù)過程中以模組為單位進(jìn)行維修保養(yǎng),也就是說當(dāng)系統(tǒng)檢測到模組故障時可以更換單個模組,或者對單個模組進(jìn)行升級;而當(dāng)電池包從車輛上退役,無線管理系統(tǒng)使得電池回收時不需多少重新設(shè)計即可簡單便捷二次利用。
還有一點非常重要,就是“落地”后使用過程中的通信安全。汽車有別于消費級產(chǎn)品,它的使用周期更長,所以對安全性和穩(wěn)定性的要求更高。尤其在汽車智能化時代,汽車上的每個部件在行駛過程中都需要時刻保持通信,如果通信環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題對于智能電動車來說無疑是一場災(zāi)難。而具備wBMS無線電池管理技術(shù)的Ultiun平臺,需要通過無線電溝通最重要的電池組件,不僅要保證穩(wěn)定性,避免信號干擾、跳頻和數(shù)據(jù)損壞,還要通過嚴(yán)苛的車規(guī)級EMC測試。
Ultium平臺在ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)評定中屬于ASIL-D,也就所有主機廠都在極力避開的最高等級。安全標(biāo)準(zhǔn)評定分為QM、A、B、C、D五個等級,每上升一級所需要的研發(fā)成本和技術(shù)難度都成幾何倍增長,Ultium平臺實現(xiàn)系統(tǒng)功能安全的難度系數(shù),不亞于在現(xiàn)在這個時間點上實現(xiàn)L4級自動駕駛。由此可見Ultium平臺的誕生絕不僅是資本的力量,技術(shù)積累和造車經(jīng)驗起著至關(guān)重要的作用。
我們一直認(rèn)為在電動車時代,世界上的所有車企都會面臨重新洗牌的過程,而此刻正是互聯(lián)網(wǎng)車企大舉進(jìn)軍汽車行業(yè)的機會,然而上汽通用的科技日還是讓我們看到了傳統(tǒng)車企和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的差距。在Ultium平臺上我們看到了傳統(tǒng)車企對于汽車的想象力,一項wBMS無線電池管理技術(shù)可謂“包羅萬象”,打通了平臺結(jié)構(gòu)、布局和功能在內(nèi)的多個環(huán)節(jié)。
結(jié)合通用汽車全新一代VIP智能電子架構(gòu)后,Ultium平臺的開放性、升級能力,在行業(yè)里屬于最拔尖的水平。它能非常好地應(yīng)對行業(yè)里電池技術(shù)日新月異的變化,可以支持未來新的電池配方和功能更新,彰顯平臺的前瞻性。
(圖/文  廠商供稿   未知)
責(zé)任編輯:郭小彬
作者
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尹建偉












