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    一套wBMS无线电池管理系统 能给电动车带来什么变化?

    来源:厂商供稿 2021-05-18 00:00

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    最新发布的Ultium平台像深水炸弹一样引发舆论爆点,它荟萃了通用汽车26年的电气化经验和前瞻技术,比大众MEB和特斯拉电动平台更具消费诱惑力

    导语

    随着数字化生活进程的加速,汽车与人们日常生活的联系正变得愈加紧密。日新月异的智能网联科技使汽车拥有了能感知、会思考的“大脑”,让汽车从日常代步工具转变为移动智能终端和数字空间。

    上汽通用汽车在前不久2021科技体验日上,带给了我们在电动化、智能网联化等领域一系列想象落地,尤其最新发布的Ultium平台像深水炸弹一样引发舆论爆点,它荟萃了通用汽车26年的电气化经验和前瞻技术,比大众MEB和特斯拉电动平台更具消费诱惑力,可以说是上汽通用布局电动化进程中的一款具有革命性的三电平台。

    Ultium平台显著优势包括三个方面:高安全性、高灵活度和高智能化。笔者注意到,这三个特征背后,都离不开一项物联网跨界创新技术——wBMS无线电池管理技术的参与。

    这项技术是通用汽车首次在行业使用,它牛在哪里?能给电动车带来什么变化?

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    一,行业电池管理技术分类

    目前市面上主流的电池管理技术分为:集中式、分布式和半分布式,大众的MEB平台和特斯拉所用的就是分布式电池管理技术。

    分布式的优势是将电芯归为模组布局,电池的健康状况能够以模组为单位进行管理,避免出现一个模组受损殃及整个电池包的情况。而弊端也非常明显,由于控制网络成多层级布局,需要非常多的线束来完成模组间的沟通工作。

    集中式是将所有的采集单元全部集中在一块BMS板上,由整车控制器直接控制继电器控制盒。这样做相对而言比较简单,成本较低,模组间通信简化;但缺点也很明显,单体采样的线束比较长,导致采样导线的设计较为复杂,整个包线束排布也很麻烦,整块BMS所能支持的最高通道也是有限。

    无线管理技术能够直击分布式和有线集中式电池管理技术的痛点,模组之间通过无线电互通信息,电池内部可减少90%的线束。不管是和集中式的iX3、还是和MEB的半分布式的相比,整个模组上看不到低压线束。因此电池内部减少了90%的线束,降低线束的信号衰减,优化了电池的空间和重量的同时降低成本。

    二,wBMS无线电池管理技术独特安全优势

    安全方面,无线电池管理技术能够为整包电池构建双层保护。

    第一层是软件层面防护。Ultium平台通过wBMS无线电池管理系统搭建起了一套独立整车系统的实时智能电池监控系统,这套管控逻辑能够对电池包的健康状况进行实时监测,分化整个电池系统的安全风险到单个电芯的预先检测上,并随之调整模块和传感器以保障电池在车辆生命周期内的健康。

    第二层是来自结构保护。电池内部减少的90%线束为工程师留出了更大的设计空间,其中最简单的做法是将空间再次用电芯填充,提高整包电池的单位体积内的能量密度。Ultium平台的确通过更富裕的空间提高了整包电池能量密度,但工程师们只用了一部分空间来这么做,另一部则是设计出一条排气通道和安全阀,增强电池从模组到包级别的热扩散能力,目前Ultium平台上的这项设计属于专利。

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    三,wBMS无线电池管理技术独特智能优势

    wBMS无线电池管理技术加持下的Ultium平台在智能化方面也得到突破。在这项技术之上,平台的开发空间和技术灵活性得到大幅提升,配合通用汽车全新一代VIP智能电子架构,将支持更精细化的系统管理和软件功能的迭代升级,可像智能手机一样进行软件更新。

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    没有线束负担,让Ultium平台获得了更高的电池组灵活度。它采用可替换、可升级的电池模组,以及可灵活排布的电芯方案,可轻松支持功能的升级和电芯配方的优化。无论是磷酸铁锂、三元锂电池,还是未来可能应用的锂金属电池、固态电池,都能为其所用。

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    同时,通过电池和电驱的模块化设计,Ultium平台以 12至16个电芯为一组可组合成6,8,10,12和24模组的电池包,同时电池包还可以横置、纵置或叠层排布在电池托盘内。6种不同能量密度的电池包配合三款电机,将组合出多达19种动力单元。目前已知的是,Ultium平台将在中国市场上提供7种驱动形式,其中包括多种尺寸的车型,满足不同细分市场的消费者需求的同时,降低产品开发周期,加快上汽通用转型电动化的速度。

    三,wBMS无线电池管理技术独特灵活的生产、使用、维修保养优势

    wBMS无线电池管理系统更少的线束连接,让生产装配的自动化流程大为简化,生产质量和效率都能有所提升。

    此外,wBMS无线电池管理系统能更好的支持车电分离,为电池的后期维修和回收带来很多裨益。不同于特斯拉MODEL Y不能维修电池模组,Ultium平台因为在底层架构中没有过多的线束参与,电池模组是通过快插结构布局在电池底盘上,在维护过程中以模组为单位进行维修保养,也就是说当系统检测到模组故障时可以更换单个模组,或者对单个模组进行升级;而当电池包从车辆上退役,无线管理系统使得电池回收时不需多少重新设计即可简单便捷二次利用。

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    还有一点非常重要,就是“落地”后使用过程中的通信安全。汽车有别于消费级产品,它的使用周期更长,所以对安全性和稳定性的要求更高。尤其在汽车智能化时代,汽车上的每个部件在行驶过程中都需要时刻保持通信,如果通信环节出现问题对于智能电动车来说无疑是一场灾难。而具备wBMS无线电池管理技术的Ultiun平台,需要通过无线电沟通最重要的电池组件,不仅要保证稳定性,避免信号干扰、跳频和数据损坏,还要通过严苛的车规级EMC测试。

    Ultium平台在ISO26262功能安全标准评定中属于ASIL-D,也就所有主机厂都在极力避开的最高等级。安全标准评定分为QM、A、B、C、D五个等级,每上升一级所需要的研发成本和技术难度都成几何倍增长,Ultium平台实现系统功能安全的难度系数,不亚于在现在这个时间点上实现L4级自动驾驶。由此可见Ultium平台的诞生绝不仅是资本的力量,技术积累和造车经验起着至关重要的作用。

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    我们一直认为在电动车时代,世界上的所有车企都会面临重新洗牌的过程,而此刻正是互联网车企大举进军汽车行业的机会,然而上汽通用的科技日还是让我们看到了传统车企和互联网企业的差距。在Ultium平台上我们看到了传统车企对于汽车的想象力,一项wBMS无线电池管理技术可谓“包罗万象”,打通了平台结构、布局和功能在内的多个环节。

    结合通用汽车全新一代VIP智能电子架构后,Ultium平台的开放性、升级能力,在行业里属于最拔尖的水平。它能非常好地应对行业里电池技术日新月异的变化,可以支持未来新的电池配方和功能更新,彰显平台的前瞻性。

    责任编辑:郭小彬
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