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    • 01、無線電池管理的設(shè)計(jì)優(yōu)勢
    • 02、ADI 的方案
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通用所有基于Ultium打造的電池都標(biāo)配無線電池管理系統(tǒng),將對行業(yè)產(chǎn)生哪些影響?

2020/09/22
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其實(shí)在 2018 年的時(shí)候,就知道通用在 BEV3 的開發(fā)中拋棄了 Bolt 里面集中式的電池 BMS 管理架構(gòu),從 2020 年的這個(gè)節(jié)點(diǎn)(量產(chǎn)前 1 年),通用汽車宣布在業(yè)內(nèi)首次把無線電池管理系統(tǒng)放在在 Ultium 電池(這不是僅僅量產(chǎn)這么簡單,投資了這么多錢的平臺),所有基于 Ultium 電池打造的通用汽車電動車都將標(biāo)配無線電池管理系統(tǒng)。這對這個(gè)行業(yè)的影響還是比較大的。

01、無線電池管理的設(shè)計(jì)優(yōu)勢

通用這次直接是和 Analog Devices, Inc 進(jìn)行聯(lián)合開發(fā),從系統(tǒng)角度來看,目前通用有基于軟包、方殼電池兩種模組設(shè)計(jì),而且整個(gè)產(chǎn)品線覆蓋多個(gè)品牌以及從皮卡到性能車的多個(gè)細(xì)分市場,對比下 iX3 和 Ultium 電池,整個(gè)線束布局根本看不到采樣線等。我們可以看到 Ultium 雖然采用類似 590 模組的設(shè)計(jì),但是有很大的區(qū)別:

1)不管是和集中式的 iX3、還是和 MEB 的半分布式的相比,整個(gè)模組上去基本看不到線,基本形成了全覆蓋。

2)兩個(gè)模組的上蓋采用一體化的設(shè)計(jì),從上面來看,整包幾乎看不到任何線束和高壓銅排,特別是中間連接處,對比來看就是真正達(dá)到我們想要的,裝上去模組固定擰下螺絲就可以了,這里通用沒有展示模組之間的處理過程,按照這個(gè)設(shè)計(jì),可能直接上快插就可以,反正整體模組都是有遮蓋的。

圖 1 集中式電池管理系統(tǒng) iX3 和無線電池管理系統(tǒng)下的布線設(shè)計(jì)對比

圖 2 半分布實(shí) MEB PK 無線管理系統(tǒng)的布線設(shè)計(jì)對比

3)無線 BMS 的最大的好處,還是每個(gè)電池模塊之間不再有傳輸?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E9%80%9A%E4%BF%A1/">通信線了,可以這樣理解配置了專門的管理系統(tǒng)以后,單個(gè)模組都能拿出來直接做全生命周期管理都可以獲得監(jiān)控和管理 如果在芯片架構(gòu)上,能夠做一些信息存儲,也就是可以把電池管理系統(tǒng)的使用情況往回達(dá)到模塊里面,那樣等于電池模塊里面就有一個(gè)電池記錄器,一方面可以把溫度、電壓往外發(fā),一方面記錄每次使用的時(shí)間和信息情況,每個(gè)模組都可以拆開來單獨(dú)使用,不考慮重新配置電池管理,換言之這種方式能更好的支持車電分離。電池不適合車用,直接讀取和配置即可,通過無線收發(fā)器就可以。

02、ADI 的方案

在通用宣布以前,ADI 就一家開始宣傳自己的方案是在之前這套東西,當(dāng)然由于沒有車企官宣背書,而且目前分布式、半分布式、集中式大家都在用,無線電池管理是分布式演變的一個(gè)變種。

圖 3 ADI 的全架構(gòu)

這塊其實(shí)不少企業(yè)都在嘗試,最早和方武他們開發(fā)的是一個(gè)分支方向,而 ADI 是基于 IEEE 802.15.4 2.4GHz 的方案。根據(jù)我們之前的信息了解,這是基于 SmartMesh 嵌入式無線網(wǎng)路在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用中經(jīng)過了現(xiàn)場驗(yàn)證,通過路徑和頻率分集來實(shí)現(xiàn)冗余。對于汽車的惡劣環(huán)境下的可靠性,從廠家來看似乎很好,較早之前在 BMW i3 車型中整合了 LTC6811 電池組監(jiān)控器和 ADI SmartMesh 網(wǎng)路技術(shù)做了一些嘗試。

圖 4 ADI 的無線電池管理架構(gòu)

小結(jié):從 2 年前來看確實(shí)有點(diǎn)超前,但是從 2020 年來看,隨著車電分離還有不同領(lǐng)域應(yīng)用的靈活性來看,這種方案有 GM 帶頭,大家也要跟著看看吧,萬一真大規(guī)模推廣,帶來的變化確實(shí)挺大的。

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實(shí)現(xiàn)個(gè)人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。