鉅大LARGE | 點擊量：779次 | 2021年12月29日
砍掉動力鋰電池線束，將給電動汽車帶來什么改變？
如今，圍繞智能電動汽車的車聯(lián)網(wǎng)、云平臺、無線充電等“無線”方式已經(jīng)并不稀奇，而動力鋰離子電池連接也“無線”，聽起來是不是很有意思呢？
通用電動版悍馬（：GMC）
在第四屆我國國際進口博覽會上，通用汽車旗下的電動版悍馬于我國先發(fā)。而這款純電動皮卡的最大亮點之一，是搭載了通用汽車“奧特能”電動汽車平臺中的無線電池管理系統(tǒng)（wBMS）。
無線電池管理系統(tǒng)可靠嗎？是否有推廣價值？將給電動汽車帶來怎么樣的改變呢？這一系列問題，引發(fā)廣泛關(guān)注。
“無線”電池出爐
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
其實，通用汽車的“奧特能”電動汽車平臺中的無線電池管理系統(tǒng)，是由通用汽車與美國亞德諾半導(dǎo)體（ADI）共同開發(fā)，據(jù)稱零部件巨頭偉世通作為電源管理系統(tǒng)供應(yīng)商也參與其中。
“目前，國外已經(jīng)有多家車企及零部件公司、芯片公司都在研發(fā)無線電池管理系統(tǒng)，上車應(yīng)用者正在逐漸新增?！鄙钲谙冗M技術(shù)研究院研究員俞榮錦向《我國汽車報》記者表示，無線電池管理系統(tǒng)的特點，一是砍掉了動力鋰離子電池包內(nèi)90%的線束，減輕了電池包的重量，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，提升了電池組的穩(wěn)定性。二是通過減少線束，可以使電池組的裝配工作大幅簡化，提高生產(chǎn)效率。三是可以簡單實現(xiàn)對電池的全生命周期管理。像采用無線電池管理系統(tǒng)的電池廠中，自動機械手在流水線上抓取電池包時，即可直接用無線模塊檢測電芯性能，省掉了傳統(tǒng)工序人工連接檢測較為繁瑣、存在誤差的環(huán)節(jié)。而對“退役”動力鋰離子電池進行梯次利用時，也可使用無線模塊在無接觸情況下了解電池的性能，提高電池梯次利用的效率。
傳統(tǒng)電池管理系統(tǒng)（：ADI官網(wǎng)）
無線電池管理系統(tǒng)（：ADI官網(wǎng)）
“從公開信息看，無線電池管理系統(tǒng)使用的芯片等相關(guān)零部件要達到車規(guī)級的可靠程度?！蔽靼补I(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實驗室工程師魏冬在接受《我國汽車報》記者采訪時談到，通常情況下，電動汽車的動力鋰離子電池包由多個電池模組構(gòu)成，模組內(nèi)部有多個電芯。車輛運行中，要將每個電芯的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù)及時傳輸給電池管理系統(tǒng)并進行監(jiān)控。在傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)中，相較于有線方式進行數(shù)據(jù)傳輸，無線電池管理系統(tǒng)較為突出的優(yōu)勢，一是提升車輛續(xù)航能力，減少線束可相應(yīng)新增電池艙約15%的內(nèi)部空間，假如選擇電池容量不變，電池包重量降低，亦或是選擇新增電池容量，而兩種方式都可以新增車輛續(xù)航里程；二是提升車輛的安全性，方便電池維修；三是降低了線束在內(nèi)的整車成本。
近來，國外有多家公司正在開始將無線電池管理系統(tǒng)應(yīng)用上車。其中，亞德諾還與英國路特斯汽車達成合作，計劃在路特斯的新一代輕量化電動汽車架構(gòu)中使用無線電池管理系統(tǒng)。
功能是否可靠？
現(xiàn)有的無線通信技術(shù)，不管是藍牙、WIFI，還是4G、5G網(wǎng)絡(luò)，都會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況。而無線電池管理系統(tǒng)是否穩(wěn)定成為了大家最為關(guān)心的問題。
“的確，假如電動汽車上的無線電池管理系統(tǒng)信號不穩(wěn)定，就有很大不安全隱患?！比A南理工智能感知與控制工程研究中心研究員張睿林告訴《我國汽車報》記者，亞德諾等開發(fā)商研制的無線電池管理系統(tǒng)中，一是采用跳頻技術(shù)來保持通信穩(wěn)定，即當(dāng)目前無線信號不穩(wěn)按時，會自動跳到下一個穩(wěn)定的頻段上；二是在無線系統(tǒng)中設(shè)置較多的冗余，假如數(shù)據(jù)包發(fā)送不成功，會立即選擇新的無線傳輸路徑重新傳輸；三是由于采用動力鋰離子電池本身供電，供電充足且穩(wěn)定。
由無線電池管理系統(tǒng)帶來的改變，優(yōu)勢較為明顯。“無線電池管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)像堆積木相同靈活調(diào)整電池包的結(jié)構(gòu)和大小，快速為不同車型設(shè)計電池包?！苯K新能源汽車行業(yè)發(fā)展研究院研究員厲建平向《我國汽車報》記者表示，目前可以實現(xiàn)的，一是無線電池管理系統(tǒng)可以覆蓋多種車型，如轎車、SUV、MPV等不同軸距和尺寸的產(chǎn)品，還可以分為8模組、10模組和12模組等形式的電池包。二是可以供應(yīng)多種驅(qū)動形式，包括高集成驅(qū)動及前驅(qū)主力電機、后驅(qū)主力電機和后驅(qū)輔助電機，以及經(jīng)濟四驅(qū)和性能四驅(qū)等驅(qū)動形式。三是可以兼容不同種類的電芯，包括磷酸鐵鋰、三元鋰離子電池等。
隨著無線電池管理系統(tǒng)的推出，將帶來更多的便利。“有了無線電池管理系統(tǒng)，可以在動力鋰離子電池的生產(chǎn)、運輸、使用、維修、拆解等各個環(huán)節(jié)都很方便地對電池數(shù)據(jù)進行檢測，從而掌握電池全生命周期的完整數(shù)據(jù)?！闭憬履茉醇夹g(shù)應(yīng)用研究院研究員陸安程在接受《我國汽車報》記者采訪時認(rèn)為，一方面可以使新能源汽車二手車估價更準(zhǔn)確，甚至電池拆解后的梯次利用也更加精準(zhǔn)，出現(xiàn)新的價值。另一方面，無線電池管理系統(tǒng)還可以儲存整個電池組里每一個電池模組的原始數(shù)據(jù)，讓廠家隨時可以查詢到電池的使用情況，也有利于針對實際應(yīng)用中的不足進行技術(shù)改進。
競爭正在展開
無線電池管理系統(tǒng)（：OROVEL網(wǎng)站）
由于無線電池管理系統(tǒng)存在諸多優(yōu)勢，以及其具備較大的潛在市場價值，因此，受到國內(nèi)外汽車行業(yè)關(guān)注，很多公司開始在這一新技術(shù)領(lǐng)域開展了布局。
截至目前，除了亞德諾公司開發(fā)了無線電池管理系統(tǒng)之外，恩智浦、德州儀器等公司也正在開公布局無線電池管理系統(tǒng)技術(shù)。其中，恩智浦公司的無線電池管理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到WBMS2.1版本?！跋噍^于亞德諾的wBMS系統(tǒng)，恩智浦在無線通信的方式上選擇了藍牙低能耗技術(shù)5.0（BLE5.0），其具有低功耗、高性能、高可靠性、高傳輸速率等優(yōu)點?！蔽憾硎荆髦瞧止镜臒o線電池管理系統(tǒng)，可以對最多448個電芯的電壓數(shù)據(jù)和224個通道溫度數(shù)據(jù)進行同時采集；德州儀器的無線電池管理系統(tǒng)可支持多達100個節(jié)點，每個節(jié)點的延時都低于2毫秒，基本是實時傳輸。而且，德州儀器通過無線微控制單元（MCU）實現(xiàn)無線電池管理系統(tǒng)的無線傳輸，既可以防止數(shù)據(jù)丟失或損壞，也可以提高測量精度，并采用密鑰交換、設(shè)備身份驗證、128位加密等技術(shù)，來保證整套系統(tǒng)的安全性和可靠性。
“隨著相關(guān)技術(shù)的逐步發(fā)展，智能電動汽車有望在更多系統(tǒng)中采用無線方式，大為減少線束的長度和重量，使電動汽車跑得更快更輕松?！睆堫Ａ直硎?，像特斯拉等車企已經(jīng)在利用無線方式對車上的多個系統(tǒng)進行優(yōu)化，既大幅減少車上線束的長度，也能實現(xiàn)更便利的OTA升級，其不僅有多方面利好，還可以加速車輛智能化水平的提高。
“可以預(yù)見的是，減少線束是汽車發(fā)展的大趨勢，而如今隨著相關(guān)技術(shù)的快速進步，以及無線傳輸?shù)膸捙c穩(wěn)定性、車輛智能化等水平的不斷提升，都給日益趨向‘無線化’的智能電動汽車供應(yīng)了基礎(chǔ)條件和無限可能?！标懓渤陶J(rèn)為，這無疑是有益于汽車發(fā)展的創(chuàng)新。
