其實在2018年的時候,就知道通用在BEV3的開發中拋棄了Bolt里面集中式的電池BMS管理架構,從2020年的這個節點(量產前1年),通用汽車宣布在業內首次把無線電池管理系統放在在Ultium電池(這不是僅僅量產這么簡單,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配無線電池管理系統。這對這個行業的影響還是比較大的。
無線電池管理的設計優勢
通用這次直接是和Analog Devices, Inc進行聯合開發,從系統角度來看,目前通用有基于軟包、方殼電池兩種模組設計,而且整個產品線覆蓋多個品牌以及從皮卡到性能車的多個細分市場,對比下iX3和Ultium電池,整個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模組的設計,但是有很大的區別:
1)不管是和集中式的iX3、還是和MEB的半分布式的相比,整個模組上去基本看不到線,基本形成了全覆蓋
2)兩個模組的上蓋采用一體化的設計,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,按照這個設計,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iX3和無線電池管理系統下的布線設計對比
圖2 半分布實MEB PK 無線管理系統的布線設計對比
3)無線 BMS的最大的好處,還是每個電池模塊之間不再有傳輸的通信線了,可以這樣理解配置了專門的管理系統以后,單個模組都能拿出來直接做全生命周期管理都可以獲得監控和管理 如果在芯片架構上,能夠做一些信息存儲,也就是可以把電池管理系統的使用情況往回達到模塊里面,那樣等于電池模塊里面就有一個電池記錄器,一方面可以把溫度、電壓往外發,一方面記錄每次使用的時間和信息情況,每個模組都可以拆開來單獨使用,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,通過無線收發器就可以。
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變種。
圖3 ADI的全架構
這塊其實不少企業都在嘗試,最早和方武他們開發的是一個分支方向,而ADI是基于IEEE 802.15.4 2.4GHz的方案。根據我們之前的信息了解,這是基于SmartMesh嵌入式無線網路在工業物聯網(IoT)應用中經過了現場驗證,通過路徑和頻率分集來實現冗余。對于汽車的惡劣環境下的可靠性,從廠家來看似乎很好,較早之前在BMW i3 車型中整合了LTC6811電池組監控器和ADI SmartMesh網路技術做了一些嘗試。
圖4 ADI的無線電池管理架構
小結:從2年前來看確實有點超前,但是從2020年來看,隨著車電分離還有不同領域應用的靈活性來看,這種方案有GM帶頭,大家也要跟著看看吧,萬一真大規模推廣,帶來的變化確實挺大的
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原文標題:通用Ultium電池上的無線電池管理系統會帶來哪些變化?
文章出處:【微信號:QCDZSJ,微信公眾號:汽車電子設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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