到底什么樣的電池才敢稱“安全”？在純電汽車的發(fā)展過程中，電池安全問題一直是消費(fèi)者的“心頭大患”。而在比亞迪刀片電池因針刺試驗(yàn)爆火之后，大部分消費(fèi)者在評(píng)判動(dòng)力電池是否具備足夠的可靠性時(shí)，主要考慮的是電池殼體的強(qiáng)度，以及電芯的能量密度，卻忽視了最重要的電控系統(tǒng)。

近日，徒手拆過Model Y、理想ONE等熱門電動(dòng)車的知乎拆車實(shí)驗(yàn)室，又將“毒手”伸向了凱迪拉克LYRIQ的動(dòng)力電池包。

這是一次與眾不同的硬核拆解，相較于傳統(tǒng)動(dòng)力電池，它最大的不同之處在于，這是業(yè)內(nèi)首款采用wBMS無線電池管理系統(tǒng)的動(dòng)力電池。

2020年，通用汽車在北美發(fā)布了全新Ultium奧特能電動(dòng)平臺(tái)，而上汽通用在去年9月正式將其引入國內(nèi)，并在去年12月，對(duì)奧特能電池做了“針刺”、“擠壓”、“跌落”等多重試驗(yàn)，最終都以遠(yuǎn)超國標(biāo)的成績(jī)完成了挑戰(zhàn)。

如今上汽通用能夠放心將動(dòng)力電池交給第三方拆解，也是技術(shù)自信的體現(xiàn)。通過這次拆解，我們不僅能看到奧特能平臺(tái)在電池安全方面所做的努力，也能更直觀地了解電控系統(tǒng)對(duì)于電池安全的重要性。

wBMS無線電池管理系統(tǒng)，創(chuàng)新在哪里？

顧名思義，wBMS無線電池管理系統(tǒng)相較于目前大部分品牌所采用的傳統(tǒng)BMS電池管理系統(tǒng)，最大的區(qū)別就在于“無線”。

早期電動(dòng)車的BMS管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用的是集中式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即將整個(gè)電池檢測(cè)和管理都放在一個(gè)控制器，通過大量物理線束與每一塊電池模塊進(jìn)行連接，這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，但是靈活性和穩(wěn)定性較差。

于是，市場(chǎng)上研發(fā)出了分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)模塊化管理，即將電芯分布為網(wǎng)格化電池模組。根據(jù)不同的電池系統(tǒng)串并聯(lián)設(shè)計(jì)進(jìn)行高效的配置，BMS連接到模組單元之間的線束距離更短、更均勻，同時(shí)也可以支持體積更大的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

這是目前主流的電池管理結(jié)構(gòu)，比亞迪、特斯拉、大眾MEB平臺(tái)都是這種思路，但這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本質(zhì)上，還是沒有擺脫線束。

而奧特能平臺(tái)的wBMS電池管理系統(tǒng)就創(chuàng)新性地引入了無線管理系統(tǒng)，用無線通信技術(shù)來替代傳統(tǒng)的線束連接，最直觀的好處就是節(jié)省空間。官方數(shù)據(jù)顯示，wBMS無線電池管理系統(tǒng)為電池包節(jié)省了90%的線束，大量連接器和接插件，提供了約15%的內(nèi)部空間。而這些空間可以用來安裝更多的電池模組，以提升續(xù)航里程。

相較于增加續(xù)航，更重要的一點(diǎn)是，由于大部分傳統(tǒng)電池管理系統(tǒng)采用的是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，通常情況下只要有一個(gè)電池模塊線束出現(xiàn)問題，整個(gè)電池包的管理就存在宕機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，且出現(xiàn)問題的時(shí)候排查起來相當(dāng)麻煩和困難。

而wBMS是無線通訊網(wǎng)絡(luò)，它采用了自適應(yīng)混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，當(dāng)某一組模組出現(xiàn)通信丟失時(shí)，將通過臨近模組代發(fā)，杜絕信號(hào)丟失，解決了傳統(tǒng)電池包因線束問題帶來的漏洞，極大程度提升了電池包的可靠性和穩(wěn)定性。

即使有模組出現(xiàn)熱失控導(dǎo)致該模組的CMU無線通訊管理單元，周邊的CMU無線通訊管理單元也可以主動(dòng)喚醒電池電池管理模塊進(jìn)行急速冷卻，來保證電池包的安全性。

當(dāng)然，因?yàn)榈靡嬗跓o線通訊網(wǎng)絡(luò)，一旦電池模組發(fā)生問題，系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)定位到問題模組，從而降低售后維修中模組的更換難度，提升電池的使用效率。

此外，無線通信網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性也成為了很多人擔(dān)心的問題，知乎拆車實(shí)驗(yàn)室為此進(jìn)行了三重試驗(yàn)。第一重試驗(yàn)，主持人將28臺(tái)手機(jī)放置于電池包上，并同時(shí)撥打電話，測(cè)試在網(wǎng)絡(luò)占線時(shí)BMS能否正常傳輸信號(hào)；第二重試驗(yàn)，主持人將28臺(tái)手機(jī)換成了兩臺(tái)信號(hào)屏蔽器；第三重試驗(yàn)，主持人則直接將電池包拉到了EMC檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行零件輻射抗干擾測(cè)試。

三項(xiàng)測(cè)試都顯示，wBMS無線電池管理系統(tǒng)在任何情況下，都能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地傳輸信號(hào)。

而之所以能實(shí)現(xiàn)這樣強(qiáng)大的抗干擾能力，是因?yàn)閣BMS無線電池管理系統(tǒng)在每一個(gè)電池模組中安裝了信號(hào)發(fā)射器，并且采用自適應(yīng)混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，內(nèi)置了15路信道保證信號(hào)傳輸，112dB射頻鏈路預(yù)算，來保證wBMS無線電池系統(tǒng)超強(qiáng)的抗干擾能力。

除了防干擾測(cè)試，知乎還對(duì)它進(jìn)行了輻射測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，這塊LYRIQ上的奧特能電池包的輻射與手機(jī)、筆記本等常用數(shù)碼產(chǎn)品的輻射相差無幾。

奧特能平臺(tái)，能給上汽通用帶來什么？

安全是奧特能平臺(tái)給上汽通用電動(dòng)化產(chǎn)品最重要的承諾?？梢哉f，wBMS電池管理系統(tǒng)只是讓電池內(nèi)部管理盡然有序，專屬的電芯配方、遠(yuǎn)超國標(biāo)的電池開發(fā)和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、核心電池?zé)峁芾砑夹g(shù)以及強(qiáng)大的電池物理防護(hù)架構(gòu)，才是奧特能平臺(tái)能滿足ASIL-D系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)最高等級(jí)的原因之一。

首先，上汽通用并沒有直接從供應(yīng)商處采購電池，而是聯(lián)合本土供應(yīng)商，在811 NCM基礎(chǔ)配方上研發(fā)出奧特能平臺(tái)的專屬優(yōu)化配方。比如，奧特能電池電芯的正極，采用了高能量密度811三元，加上納米級(jí)包覆和定向摻雜過渡金屬原子，使得現(xiàn)在的電池包在811NCM的基礎(chǔ)上熱穩(wěn)定性提升了10%。

同時(shí)，奧特能平臺(tái)電池還采用了全方位熱擴(kuò)散防護(hù)設(shè)計(jì)，集成電芯間隔熱墻、抑制熱擴(kuò)散專利設(shè)計(jì)、模組集成式液冷系統(tǒng)、后置大面積防爆閥、乘客艙保護(hù)、防拉弧設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)七重核心電熱管理專利技術(shù)，確保了奧特能電池的安全性。

而這些努力，都在主持人將LYRIQ電池包從5米高空垂直投擲，與直徑25.5cm的剛性圓柱對(duì)撞時(shí)，得到了證實(shí)。雖然最終碰撞區(qū)域發(fā)生了形變，但電池包并沒有出現(xiàn)任何熱失控現(xiàn)象。

這其中，電池包強(qiáng)大物理防護(hù)能力功不可沒。資料顯示，奧特能平臺(tái)電池包擁有全新一代高強(qiáng)度電池殼體，采用了井字形框架結(jié)構(gòu)，其中超高強(qiáng)度鋼應(yīng)用占比37.5%，高強(qiáng)度鋼應(yīng)用占比約61%，當(dāng)中的包內(nèi)多根橫梁強(qiáng)度高達(dá)1500Mpa，這也使得整包抗擠壓性能達(dá)國標(biāo)要求的3倍。

安全是基礎(chǔ)，之后才能普及。得益于wBMS無線電池管理系統(tǒng)的靈活性，具備無線傳輸能力的模組可以作為獨(dú)立的靈活控制單元，組成移動(dòng)的儲(chǔ)能及供電裝置，快速實(shí)現(xiàn)更有價(jià)值的模組梯次利用。目前中國市場(chǎng)初期會(huì)采用8模組、10模組和12模組三種組合。

不同的電池模組，搭配奧特能平臺(tái)3款高集成的模塊化電驅(qū)、4種驅(qū)動(dòng)形式，上汽通用預(yù)計(jì)會(huì)在國內(nèi)推出7種電池和驅(qū)動(dòng)組合，滿足不同加速性能和續(xù)航里程的產(chǎn)品需求。

同一個(gè)平臺(tái)，根據(jù)不同市場(chǎng)也可以有不同的玩法，比如國內(nèi)的凱迪拉克LYRIQ和海外的電動(dòng)悍馬。根據(jù)上汽通用規(guī)劃，到2025年將推出10款以上基于奧特能電動(dòng)車平臺(tái)打造的國產(chǎn)新能源車型，將覆蓋旗下通用、凱迪拉克、雪佛蘭三大品牌以及各大主流細(xì)分市場(chǎng)。

眾所周知，未來汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要集中在電動(dòng)化、智能化兩方面，而電動(dòng)化的競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)也是技術(shù)之爭(zhēng)，上汽通用奧特能平臺(tái)通過創(chuàng)新的wBMS無線電池管理系統(tǒng)，形成了獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，足以讓其在電動(dòng)化領(lǐng)域脫穎而出。

結(jié)語 

新能源時(shí)代，很多新興品牌都已經(jīng)借著智能化東風(fēng)，搶了先機(jī)。所以在電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的浪潮里，合資品牌看起來一直是不緊不慢的。

就在去年，通用、大眾、豐田等傳統(tǒng)車企都紛紛宣布轉(zhuǎn)型電動(dòng)化，并亮出各自的獨(dú)門秘籍。不難發(fā)現(xiàn)，相較于那些已經(jīng)在市場(chǎng)上名聲大噪的新興品牌來說，他們的“出牌”雖然依然略顯保守。

可眾所周知，如果不能徹底解決大眾對(duì)于動(dòng)力電池安全性的隱憂，再好的營銷/再先進(jìn)的營銷都不能長久支撐品牌發(fā)展。正是像傳統(tǒng)車企這樣穩(wěn)扎穩(wěn)打、安全至上的品牌風(fēng)格，才更容易讓人信賴。

上汽通用的奧特能平臺(tái)不僅安全方面做到極致，在結(jié)構(gòu)、性能、智能等方面也是絕對(duì)的行業(yè)翹楚。隨著今年首款量產(chǎn)車型凱迪拉克LYRIQ即將交付，奧特能平臺(tái)也將正式接受考驗(yàn)，屆時(shí)上汽通用電動(dòng)化轉(zhuǎn)型才算是正式落地。

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