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通用Ultium电池无线BMS设计解析
Ultium电池| 通用 文章来源自:朱玉龙
2020-09-21 09:29:26 阅读:8131
摘要所有基于Ultium电池打造的通用汽车电动车都将标配无线电池管理系统。

其实在2018年的时候,就知道通用在BEV3的开发中抛弃了Bolt里面集中式的电池BMS管理架构,从2020年的这个节点(量产前1年),通用汽车宣布在业内首次把无线电池管理系统放在Ultium电池(这不是仅仅量产这么简单,投资了这么多钱的平台),所有基于Ultium电池打造的通用汽车电动车都将标配无线电池管理系统。这对这个行业的影响还是比较大的。

无线电池管理的设计优势

通用这次直接是和AnalogDevices,Inc进行联合开发,从系统角度来看,目前通用有基于软包、方壳电池两种模组设计,而且整个产品线覆盖多个品牌以及从皮卡到性能车的多个细分市场,对比下iX3和Ultium电池,整个线束布局根本看不到采样线等。我们可以看到Ultium虽然采用类似590模组的设计,但是有很大的区别:

1)不管是和集中式的iX3、还是和MEB的半分布式的相比,整个模组上去基本看不到线,基本形成了全覆盖;

2)两个模组的上盖采用一体化的设计,从上面来看,整包几乎看不到任何线束和高压铜排,特别是中间连接处,对比来看就是真正达到我们想要的,装上去模组固定拧下螺丝就可以了,这里通用没有展示模组之间的处理过程,按照这个设计,可能直接上快插就可以,反正整体模组都是有遮盖的;

图1集中式电池管理系统iX3和无线电池管理系统下的布线设计对比

图2半分布时MEBPK无线管理系统的布线设计对比

3)无线BMS的最大的好处,还是每个电池模块之间不再有传输的通信线了,可以这样理解配置了专门的管理系统以后,单个模组都能拿出来直接做全生命周期管理都可以获得监控和管理如果在芯片架构上,能够做一些信息存储,也就是可以把电池管理系统的使用情况往回达到模块里面,那样等于电池模块里面就有一个电池记录器,一方面可以把温度、电压往外发,一方面记录每次使用的时间和信息情况,每个模组都可以拆开来单独使用,不考虑重新配置电池管理,换言之这种方式能更好的支持车电分离。电池不适合车用,直接读取和配置即可,通过无线收发器就可以。

ADI的方案

在通用宣布以前,ADI就一家开始宣传自己的方案是在之前这套东西,当然由于没有车企官宣背书,而且目前分布式、半分布式、集中式大家都在用,无线电池管理是分布式演变的一个变种。

图3ADI的全架构

这块其实不少企业都在尝试,最早和方武他们开发的是一个分支方向,而ADI是基于IEEE802.15.42.4GHz的方案。根据我们之前的信息了解,这是基于SmartMesh嵌入式无线网路在工业物联网(IoT)应用中经过了现场验证,通过路径和频率分集来实现冗余。对于汽车的恶劣环境下的可靠性,从厂家来看似乎很好,较早之前在BMWi3车型中整合了LTC6811电池组监控器和ADISmartMesh网路技术做了一些尝试。

图4ADI的无线电池管理架构

小结:从2年前来看确实有点超前,但是从2020年来看,随着车电分离还有不同领域应用的灵活性来看,这种方案有GM带头,大家也要跟着看看吧,万一真大规模推广,带来的变化确实挺大的。

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