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5月7日,位于上海浦東新區(qū)上汽通用凱迪拉克工廠內,一輛新車緩緩駛下生產(chǎn)線,它就是上汽通用奧特能電動汽車平臺首款新車——凱迪拉克lYRIQ。

線束一直是汽車重要組成部分,也是工藝最復雜的一部分。在傳統(tǒng)燃油車上,所有線束重量達到25-30公斤,加起來長度可達3000米。
隨著智能化與新能源汽車技術不斷迭代,線束更是成為信息傳輸和電池管理的重要組成部分。車企一方面加大智能汽車線束傳輸速度研究,例如CAN、LIN、FlexRay,以太網(wǎng)等,另一方面是利用無線技術取代電動汽車BMS線束。
據(jù)了解,電動汽車動力電池包由多個電池模組構成,模組內部則是多個電芯。車輛要對每個電芯性能進行實時監(jiān)控,所以在每個模組內安裝了一個電池監(jiān)控器,這些監(jiān)控器會采集每個電芯的電壓、電流和溫度數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳給電池組的控制器(BMS控制器)。目前所有電動汽車都采用菊花鏈有線連接的方式,將數(shù)據(jù)從模組監(jiān)控器傳至BMS控制器。

凱迪拉克LYRIQ電池管理系統(tǒng)線束
和線束連接不同,凱迪拉克LYRIQ搭載的wBMS系統(tǒng)在每個模組監(jiān)控器內部和BMS控制器內部嵌入射頻芯片,以此組建一個名為SmartMesh的無線網(wǎng)絡,將各個模組監(jiān)控器和BMS控制器進行無線連接與數(shù)據(jù)傳輸。
減少電池管理系統(tǒng)90%線束,意味著凱迪拉克LYRIQ將電動汽車從過去“有線電話”發(fā)展為“智能手機”,在安全、成本、性能、效率以及維保迭代方面讓豪華電動汽車進入“無線時代”。
根據(jù)《Spectrum IEEE》期刊數(shù)據(jù),wBMS可以幫助每個電池包減少3米長、1公斤重的線束。官方信息顯示,線束減少90%為凱迪拉克LYRIQ電池包節(jié)省出15%空間。
為了保證通訊的可靠性,電池包內的通訊線束通常都會選用強度高、載流大、發(fā)熱低的重型銅芯電纜而非低成本鋁芯電纜。凱迪拉克LYRIQ減少了9成線束,自然就能明顯降低電池包的物料成本。即使不考慮生產(chǎn)環(huán)節(jié)成本,wBMS的物料成本也明顯低于傳統(tǒng)BMS系統(tǒng)。綜合推斷,wBMS系統(tǒng)的成本有望降到有線BMS系統(tǒng)的50%左右。
電池包進入最佳工作狀態(tài)后殼體內溫度較高,高溫會加快線束的老化。同時,汽車使用環(huán)境非常惡劣,頻繁的振動也很容易造成線束斷開,導致通訊中斷。
凱迪拉克LYRIQ 減少了電池中90%的線束和大量連接器與連接器,讓電池管理系統(tǒng)可靠性大大提升。

凱迪拉克LYRIQ電池搭載無線BMS后,不僅降低生產(chǎn)技術難度,同時可以在生產(chǎn)、運輸、使用、維修和拆解各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)電池數(shù)據(jù)監(jiān)測,掌握電池全生命周期完整數(shù)據(jù),既利于維修保養(yǎng),也保證了未來電動汽車的價值評估。
此外,這套無線BMS系統(tǒng)還可以儲存每一個電池模組的元數(shù)據(jù),讓廠家在每一輛車的生命周期內都有可利用云端數(shù)據(jù)和機器學習技術使用數(shù)據(jù)。
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