今年3月，通用汽車舉辦電動車日時，發布了一項全新的電池技術名為“Ultium”，同時透露了一些設計細節，其中最受矚目的莫過于它將電池管理系統（BMS）融入到了每一個Module（模組）中。近日，通用汽車進一步透露了每個Module（模組）中的BMS將具備無線管理功能。

3個概念

要探討通用的新電池技術，我們先搞清楚這三個概念：Cell（電芯）、Module（模組）和Pack（電池包）。電動車電池的構成根據電動車的種類可能略有不同，但一般來說，電動車電池都是由這三種形態組成。

電芯是整個電動車電池中最小的儲能單位，為了安全有效地管理安裝在一輛電動車上的無數電芯，進而催生出了模組和電池包兩種形態。

它們之間的關系是多個電芯組成模組，多個模組構成電池包，也就是我們最終看到的安裝在電動車上的一整塊大電池。按照傳統的方法，模組是通過電池管理系統BMS相連接而組成電池包的，而通用Ultium將BMS融入到了每一個模組，并為它們都配備了無線技術。

模組之間的無線“交流”

與傳統的在電池包層面進行電池管理的方法相比，模組集成的BMS具有若干優勢。最重要的是，它將允許通用獨立管理每個模組的輸出。在傳統的方法中，每個模組必須由相同類型和數量的電芯構成，并具有相同的輸出。

獨立的模組管理可以實現在同一電池包中混搭由不同類型電芯組成的模組。在車輛的生命周期內，如果需要對模組進行維修，它可以被替換成一個具有不同配置或化學成分的新模組。

該模組可以被重新編程，以匹配其他模組的輸出。這樣一來，通用汽車就不必為不同類型的電芯儲存服務部件，也不必隨著技術的進步或時間的推移而改變。

這種方法也可以在模組容量不夠用時，更容易被回收再利用。一個模組架可以使各種電芯進行任意組合，并通過軟件進行平衡。

這種無限管理技術稱為wBMS（無線電池管理系統），通過消除與每個BMS的單獨物理連接，使管理更加容易。通用汽車將Ultium電池包中的整體布線減少了90%。除了降低成本外，這還可以使電池更輕，從而提高了車輛的能源效率，并在相同電池容量下實現了更長的續航里程。

該無線管理技術系統是通用與供應商Analog Devices共同開發的，模組之間可以相互“交流”，并與車輛系統進行實時健康檢查，不斷平衡輸出。這也有助于提高電池壽命，在電池仍是最昂貴的單一部件的時代，電池壽命是影響車輛生命周期成本的關鍵因素。

wBMS系統還使電池架構更容易被擴展到一系列不同類型和尺寸的車型上。在電動車日活動上，通用汽車表示，Ultium電池系統能夠提供19種不同的電池和驅動配置，儲電量從50千瓦時到200千瓦時不等。

涉及到無線技術，一定會有人提出質疑，如果黑客能夠遠程重新編程模組，增加這種無線功能無疑會帶來潛在的安全漏洞。這可能會讓車輛失控或產生安全問題。然而，在過去幾年中，通用汽車在開發新的車輛智能平臺電氣和電子架構的過程中，從一開始就對安全和防護性進行了設計。

這種對網絡安全和防護性的關注也延伸到了wBMS。通用汽車沒有透露其在安全方面的具體細節，但這家汽車制造商早在2015年就成立了一個專門的產品網絡安全團隊。

電動車電池市場正走向"組&包"的競爭

人們對電動車的動力來源鋰離子電池的興趣越來越大。電動車的運行，需要的巨大能量是智能手機的上千倍，這就是為什么電動車需要幾十到數千個電芯的原因。

我們以純電動汽車寶馬i3為例。在一輛寶馬i3中，一共有96個電芯，每12個電芯為一組，8個模組連接到一起形成了最終的電池包安裝入車內。

電芯必須具備高單位體積的容量，才能在車內有限區域內發揮最大的性能，而且與一般移動設備的電池相比，電動車電池的壽命也要長很多。此外，電動車電池還必須能承受行駛過程中的沖擊，并具有較高的可靠性和穩定性，能夠承受高溫和低溫。

模組的形態是為了更好地保護電芯免受熱或振動等外部沖擊，將當多個模組與BMS（電池管理系統）和冷卻裝置組合在一起組成電池包，可以更好地對電池的溫度、電壓等進行控制和管理。

很多消費者在購買電動車時，將續航里程視為最重要的因素。因此，電池廠商正在積極推進高能量密度電芯的開發，以便在同樣的體積中注入更多的能量。電池行業正朝著在提高能量密度的同時確保安全性的電池開發方向發展。

隨著電芯發展方向的確定，目前對模組和電池包技術的關注也在不斷升溫。業界人士將關注的范圍從電池性能擴大到模組/包的高效設計和結構上。由于電動車的動力源是以電池包的形式存在，因此電池包的規格與電動車的整體設計密切相關。

事實上，電動車的設計可以變得更加時尚和現代，這取決于安裝的模組有多薄。這就是為什么模組/包設計領域的競爭越來越激烈，更不用說為提升電芯能量密度所做的努力了。

返回第一電動網首頁 >