无线充电

当无线电池管理系统上车以后

第一电动大牛作者朱玉龙 2022-04-02 18:48

前段时间知乎拆车实验室对通用开发的LYRIQ的电池系统做了一次系统性的测试和拆解，小飞哥专门做了无线电池管理系统的部分，是很有意思的。在这段我们看完以后，我们探讨下CTP时代，无线电池管理系统是否有延展的空间。

▲图1.无线电池管理系统和菊花链的差异

我个人的看法是：

●CTP时代，不管是方壳还是刀片，采样线进行简化，电池采集的CMU在侧端级联以后，剩下的通信和电源线很少了，价值并没有那么高。

通用的BEV平台做800V的200kWh以上的电池，组网需要很多的CMU，实际的效果等实际拆解来测试，这种接近200个Channel的设计，可能可以玩得起来。

●短期内电池管理系统的方向，可以是围绕动力域控制器的集成，去做无线意义并没有那么大，需要结合云端去用IT化考虑，这时候整个车端的BMS独立性意义并不大。

Part 1

吃螃蟹的通用

通用汽车在BEV3电池系统上的创新能力，主要体现在全球首先导入的wBMS无线电池管理系统，这一层级在原有的VICM不变的基础上，多了BRFM和BDSB和CMU，这里分了好几个单元。

▲图2.通用的电池管理系统

按照BEV3的模组设计，无线电池管理系统砍掉了电池包内90%的线束，降低了电池包的重量，提升了能量密度，降低了系统复杂度。这套wBMS系统，则在每个模组监控器内部和BMS控制器内部嵌入了射频芯片，以此组建了一个名为SmartMesh的无线网络，将各个模组监控器和BMS控制器进行连接与数据传输。

▲图3.通用汽车的wBMS的高雅通信采集线缆的直观对比

为了体现出这个产品的可靠性，在视频里面主要做了动力电池包无线信号干扰测试、辐射测试这两项内容无线通信技术，不管是蓝牙、WIFI，还是4G、5G网络，都存在网络不稳定的情况。在小飞哥的带领下，这次放了28台手机作为干扰源和强干扰下，这套系统都能稳定工作。这套wBMS系统采用2.4GHz的无线传输频段，应用SmartMesh网络架构，通过自适应随机跳频技术，当系统识别到当前通讯频段出现干扰时，wBMS系统中的无线主节点芯片就会判断下一个时间窗口的通讯频段，并在判断好后会通知从节点芯片，可同时自动改变到不受干扰的频段，从而避免了干扰。SmartMesh网络架构使用的是时间同步通道跳变链路层进行通信，都有冗余的路径以克服由于干扰、物理遮挡或多径衰落导致的通信中断。当出现异常时，会借助旁边的模组进行通讯。

▲图4.生活化的手机场景

▲图5.强干扰测试

当然很多消费者也会担心辐射问题，在这里也做了EMC的辐射测试结果来比较，实际上通过工程师的努力，在EMC完善的设计下，这套系统略高于蓝牙耳机并低于电脑的辐射强度。

▲图6.电池包辐射实验和家用数码产品的对比

无线电池管理系统到底有啥用，我的理解可能是为了汽车往无线化通信过渡，当然上面的种种优点也确实存在，但是更重要的还是往智能化的电子电气架构过度。

Part 2

无线电池管理的利弊得失

在国内，不管是华为和宁德时代都跟随很快，如下图所示，华为的星闪BMS，还是宁德时代在换电上做这套新的设计。

▲图7.华为无线电池管理系统

在分小电池包，实现电池包之间和电池包与车，电池包与换电站的通信逻辑是存在的，就是整体的适配和整个场景调试，可能需要挺长的时间。

▲图8.宁德时代无线电池管理系统

而在我们看的比较重的，CTC时代，如果按照整包的设计来看，围绕侧边布置CMU的方式，其实对于空间和线缆的设计简约其实差异并不大。我是想说，如果在长刀片、短刀片和4680这种高度集成的方案，甚至是宁德时代的CTP3.0，侧边考虑CMU的布置，整个节约的通信线缆和空间可以忽略的情况下，做这个设计好像不太划算。