钜大LARGE | 点击量：763次 | 2021年12月29日
砍掉动力锂电池线束，将给电动汽车带来什么改变？
如今，围绕智能电动汽车的车联网、云平台、无线充电等“无线”方式已经并不稀奇，而动力锂离子电池连接也“无线”，听起来是不是很有意思呢？
通用电动版悍马（：GMC）
在第四届我国国际进口博览会上，通用汽车旗下的电动版悍马于我国先发。而这款纯电动皮卡的最大亮点之一，是搭载了通用汽车“奥特能”电动汽车平台中的无线电池管理系统（wBMS）。
无线电池管理系统可靠吗？是否有推广价值？将给电动汽车带来怎么样的改变呢？这一系列问题，引发广泛关注。
“无线”电池出炉
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
其实，通用汽车的“奥特能”电动汽车平台中的无线电池管理系统，是由通用汽车与美国亚德诺半导体（ADI）共同开发，据称零部件巨头伟世通作为电源管理系统供应商也参与其中。
“目前，国外已经有多家车企及零部件公司、芯片公司都在研发无线电池管理系统，上车应用者正在逐渐新增。”深圳先进技术研究院研究员俞荣锦向《我国汽车报》记者表示，无线电池管理系统的特点，一是砍掉了动力锂离子电池包内90%的线束，减轻了电池包的重量，降低了系统复杂度，提升了电池组的稳定性。二是通过减少线束，可以使电池组的装配工作大幅简化，提高生产效率。三是可以简单实现对电池的全生命周期管理。像采用无线电池管理系统的电池厂中，自动机械手在流水线上抓取电池包时，即可直接用无线模块检测电芯性能，省掉了传统工序人工连接检测较为繁琐、存在误差的环节。而对“退役”动力锂离子电池进行梯次利用时，也可使用无线模块在无接触情况下了解电池的性能，提高电池梯次利用的效率。
传统电池管理系统（：ADI官网）
无线电池管理系统（：ADI官网）
“从公开信息看，无线电池管理系统使用的芯片等相关零部件要达到车规级的可靠程度。”西安工业大学微电子技术实验室工程师魏冬在接受《我国汽车报》记者采访时谈到，通常情况下，电动汽车的动力锂离子电池包由多个电池模组构成，模组内部有多个电芯。车辆运行中，要将每个电芯的电压、电流和温度数据及时传输给电池管理系统并进行监控。在传统的电池管理系统中，相较于有线方式进行数据传输，无线电池管理系统较为突出的优势，一是提升车辆续航能力，减少线束可相应新增电池舱约15%的内部空间，假如选择电池容量不变，电池包重量降低，亦或是选择新增电池容量，而两种方式都可以新增车辆续航里程；二是提升车辆的安全性，方便电池维修；三是降低了线束在内的整车成本。
近来，国外有多家公司正在开始将无线电池管理系统应用上车。其中，亚德诺还与英国路特斯汽车达成合作，计划在路特斯的新一代轻量化电动汽车架构中使用无线电池管理系统。
功能是否可靠？
现有的无线通信技术，不管是蓝牙、WIFI，还是4G、5G网络，都会出现网络不稳定的情况。而无线电池管理系统是否稳定成为了大家最为关心的问题。
“的确，假如电动汽车上的无线电池管理系统信号不稳定，就有很大不安全隐患。”华南理工智能感知与控制工程研究中心研究员张睿林告诉《我国汽车报》记者，亚德诺等开发商研制的无线电池管理系统中，一是采用跳频技术来保持通信稳定，即当目前无线信号不稳按时，会自动跳到下一个稳定的频段上；二是在无线系统中设置较多的冗余，假如数据包发送不成功，会立即选择新的无线传输路径重新传输；三是由于采用动力锂离子电池本身供电，供电充足且稳定。
由无线电池管理系统带来的改变，优势较为明显。“无线电池管理系统可以实现像堆积木相同灵活调整电池包的结构和大小，快速为不同车型设计电池包。”江苏新能源汽车行业发展研究院研究员厉建平向《我国汽车报》记者表示，目前可以实现的，一是无线电池管理系统可以覆盖多种车型，如轿车、SUV、MPV等不同轴距和尺寸的产品，还可以分为8模组、10模组和12模组等形式的电池包。二是可以供应多种驱动形式，包括高集成驱动及前驱主力电机、后驱主力电机和后驱辅助电机，以及经济四驱和性能四驱等驱动形式。三是可以兼容不同种类的电芯，包括磷酸铁锂、三元锂离子电池等。
随着无线电池管理系统的推出，将带来更多的便利。“有了无线电池管理系统，可以在动力锂离子电池的生产、运输、使用、维修、拆解等各个环节都很方便地对电池数据进行检测，从而掌握电池全生命周期的完整数据。”浙江新能源技术应用研究院研究员陆安程在接受《我国汽车报》记者采访时认为，一方面可以使新能源汽车二手车估价更准确，甚至电池拆解后的梯次利用也更加精准，出现新的价值。另一方面，无线电池管理系统还可以储存整个电池组里每一个电池模组的原始数据，让厂家随时可以查询到电池的使用情况，也有利于针对实际应用中的不足进行技术改进。
竞争正在展开
无线电池管理系统（：OROVEL网站）
由于无线电池管理系统存在诸多优势，以及其具备较大的潜在市场价值，因此，受到国内外汽车行业关注，很多公司开始在这一新技术领域开展了布局。
截至目前，除了亚德诺公司开发了无线电池管理系统之外，恩智浦、德州仪器等公司也正在开公布局无线电池管理系统技术。其中，恩智浦公司的无线电池管理系统已经发展到WBMS2.1版本。“相较于亚德诺的wBMS系统，恩智浦在无线通信的方式上选择了蓝牙低能耗技术5.0（BLE5.0），其具有低功耗、高性能、高可靠性、高传输速率等优点。”魏冬表示，恩智浦公司的无线电池管理系统，可以对最多448个电芯的电压数据和224个通道温度数据进行同时采集；德州仪器的无线电池管理系统可支持多达100个节点，每个节点的延时都低于2毫秒，基本是实时传输。而且，德州仪器通过无线微控制单元（MCU）实现无线电池管理系统的无线传输，既可以防止数据丢失或损坏，也可以提高测量精度，并采用密钥交换、设备身份验证、128位加密等技术，来保证整套系统的安全性和可靠性。
“随着相关技术的逐步发展，智能电动汽车有望在更多系统中采用无线方式，大为减少线束的长度和重量，使电动汽车跑得更快更轻松。”张睿林表示，像特斯拉等车企已经在利用无线方式对车上的多个系统进行优化，既大幅减少车上线束的长度，也能实现更便利的OTA升级，其不仅有多方面利好，还可以加速车辆智能化水平的提高。
“可以预见的是，减少线束是汽车发展的大趋势，而如今随着相关技术的快速进步，以及无线传输的带宽与稳定性、车辆智能化等水平的不断提升，都给日益趋向‘无线化’的智能电动汽车供应了基础条件和无限可能。”陆安程认为，这无疑是有益于汽车发展的创新。
