发布时间:2024-03-16 19:59:32 来源:bandao半岛体育
从设计和制造到电池再利用和安全保护的高级成本分析,揭示了OEM有机会利用wBMS提高下一代电动汽车的利润。
电动汽车(EV)行业向无线电池管理系统(wBMS)的演进在许多方面都是不可避免的。对于任何饱受有线系统固有的复杂性、BOM成本、空间和人力代价所困扰的人来说,无线BMS相对于有线BMS的优势是很明显的,无论针对什么应用。
相比之下,wBMS有望为下一代电动汽车节省高达90%的布线%的电池组体积。这是通过消除通信线束和连接器来实现的,取而代之的是采用全集成式电子器件的智能电池模块——唯一暴露的连接器是+ve和–ve端子。
但是,要实现wBMS技术可带来的好处,只可以通过对设计、验证和制造基础设施进行大规模投资以提供支持。此外,为满足无线系统特有的安全要求,必须对电池组从制造到再利用的整个生命周期的每个阶段进行自上而下的重新评估。
乍一看,这项工作的规模似乎对OEM的采用设置了无法克服的障碍。ADI公司和通用汽车公司在wBMS技术一开始就承担了这项投资,预计未来几年其进入主流商用(也许无处不在)之后,将大幅节省成本并提高制造的可扩展性和效率。
需要明确的是,将wBMS视为快速节省成本机会的OEM应该立即重新设定他们的期望。为了充分的发挥wBMS的成本优势,OEM必须首先将电池组视为资产,需要跟着时间推移——从车载“第一次使用”到“第二次使用”——进行相对有效管理,以实现尽可能高的投资回报率。唯有如此,wBMS的成本节约优势才能清晰而充分地体现出来。
ADI公司接受了wBMS带来的无数设计挑战,通过辛勤工作和投资实现了完整、可扩展的wBMS解决方案,成功满足了从概念到发布全程支持OEM的要求。在此过程中,我们得知了更多提升设计和成本效率的机会,这将为视wBMS为明确发展路径的OEM铺平道路。根据早期的OEM反馈,从长远来看,wBMS预计将更具成本效益和其他优势,这有利于其在电动汽车全行业范围内实施。
为了实施wBMS技术,要重新构想电动汽车工厂的设计方式。但是,当考虑所有活动部件(有些确实是活动的)时,从生产到产品完全无线化的优点就变得很明显。
据观察,几乎全由机器人制造与完全由机器人制造之间有很大差异。简而言之,一旦装备高速机器人的工厂车间环境中有人的存在,就一定要采取大量安全措施来保护他们,这会从本质上降低生产效率,与完全端到端的自动化不可同日而语。
对于wBMS生产,整个工厂车间能够正常的使用无线通信,这就真正为非接触式、全机器人EV电池组制造打开了大门。除了在车辆方面利用wBMS的优势之外,OEM还无需花费宝贵的人力去手动为电池组接线和/或测试模块与连接(此作业还需要持续的安全培训),从而逐步降低资本支出和运营支出。
wBMS在这一方面为新兴OEM和成熟OEM提供了同样的机会,即绕过传统的有线生产,转而采用完全无线、完全机器人的制造方式。这使他们可以提高制造效率和灵活性,充分的利用有限的预算,保持敏捷,以与财力雄厚的老牌玩家竞争。由于无需专门用于完成时间和成本密集型任务的机器人来操作有线电池组线束,所以各种规模的OEM都能实现高速、高效率机器人生产的全部好处。ADI公司开发了wBMS,以便在生产的每一步都能支持自动化,使OEM更容易过渡到支持wBMS的工厂。
采用wBMS的OEM和电池供应商能自由地设计和生产所需要的任何电池组变体,而无需设计线束。针对不相同的型号车辆,他们能够采用软件可配置的通用wBMS平台,总体开发成本更低。这仍然是wBMS价值主张的核心:OEM获得更大的灵活性,各种级别的电动汽车都能扩展到规模生产,以满足一直在变化的消费者需求。通过采用wBMS来支持其突破性的Ultium电池平台,通用汽车公司得以将该平台扩展到其不一样的品牌和车辆细分市场,从作业卡车到高性能汽车。概言之,通用汽车公司依赖wBMS技术以实现旗下各种车型的更广泛电气化。
但是,为降低电池组在其常规使用的寿命期间的碳足迹,同时扩大相关的收入潜力,还有很多事情可以做。这是通过“减少、修复和再利用”策略实现的,因为wBMS能够在一定程度上帮助减少代价高昂的车辆召回,简化维修,并促进电池再利用作为替代报废和回收的首选方案。
wBMS使维护备用模块库存变得相当容易,而且在车辆维修期间更换电池组也容易得多。再也不会因为要跟踪和定位库存,或在请求维修期间尝试移除电池线束(而不破坏它)而造成时间损失或挫败感。模块在供应链中移动以及最终从库存货架装到车辆时,只需简单进行扫描,安装的简便性是传统有线BMS不能够比拟的。这不仅仅影响电动汽车开发阶段的服务。电池组设计师不再要消耗宝贵的时间和空间来考虑线束的拆卸和更换,从而能够加快设计并提供更高单位体积内的包含的能量的电池组。
wBMS还支持电池测量和报告自身的性能,增强早期故障检验测试,帮助避免代价高昂的车辆召回,同时优化电池组装配。在整个电池生命周期中均可远程监测数据,从组装到仓储和运输,再到安装和维护。
对于希望最大限度地延长电池组的常规使用的寿命和提高收入潜力的OEM而言,wBMS使二次电池的再利用效率更加高。由于没线束,电池组更容易维修和重复使用,可确保常规使用的寿命尽可能长,整体碳足迹更环保。一旦电池达到一定的健康状态,OEM就可以很容易地将用过的电池转售用于太阳能或风能存储等应用。
ADI公司估计,采用这种“减少、修复和再利用”策略的OEM,如果修复而不是当垃圾处理电池组,每个电池组将能减少7吨的碳排放。在成本节约方面,OEM通常指定大约1000美元用于回收每台电动汽车的电池组,这可能超过了OEM在原车销售中获得的利润,因此对于OEM来说,探索如何尽快转售其用过的电动汽车电池以获取最大收益,具有非常好的商业意义。
随着电动汽车电池组的寿命周期进一步延长,在从制造到服务再到退役的过程中,每个wBMS模块都要维持严格安全协议的必要性慢慢的变大。OEM必须从始至终保持电池模块的完整性,如果无法独立验证其安全状态,模块二次使用的价值就有被否定的风险。
对于车辆的可维修性,这也具备极其重大意义。wBMS模块可以设计成能够对自身做验证,电池组可以设计成自动拒绝不符合标准要求的“坏”模块。这还能更轻松地确保只有正品备件才能进入电池组,并在有保证的情况下由经批准的服务代理商安装。
同样,对于试图发掘wBMS全部优势的OEM而言,实施这些措施可能成本过高和/或被视为一个主要障碍。为覆盖电池或模块整个生命周期的新通信平台设计全新安全架构的前景,对OEM来说很难接受。
ADI公司在wBMS和安全模块追溯功能方面的重大持续投资,减轻了OEM的负担,使其无需花费大量时间和成本以在供应链中实施安全定位,以及(或者)管理无法从公钥证书方案的便利性中受益的系统。如果已经为OEM提前完成这些艰巨的工作,他们就不需要聘请一支敬业(且昂贵!)的顶级网络安全专家团队。ADI公司能够在一定程度上帮助OEM以非常低的资本开支从一开始就满足这些严格的安全要求。
需要一种全面的设计战略来帮助OEM最大限度地发挥其在wBMS技术上的投资的全部价值,而不用担心任何一个失误都可能破坏预期的整体成本节约。早在CAD绘图阶段开始之前,ADI公司先进的电池组仿真技术便可通过对电池组的仿真“数字孪生”做全面评估来预测wBMS系统性能,从而有力地帮助OEM实现首次设计即成功。
这将有助于为OEM针对wBMS开发的电池组建立舒适的设计裕量,同时也有助于确认wBMS与组件的周边ECO的互操作性。这是一个不容忽视的关键点:从开发角度看,wBMS必须设计得非常健壮才能真正降低成本。
勉强“足够好”的wBMS设计可能会在这里或那里节省一些系统成本,但随着后期设计阶段慢慢的出现系统缺陷,这些前期节省可能会被相关的开发成本完全抵消。架构良好、灵活的wBMS设计能够尽可能的防止因为针对个别车型调整个别电池组而导致的成本超支和挫折,从而为OEM的电池组平台提供更大的整体可扩展性。
据OEM反馈,相对于传统有线BMS,成熟wBMS技术能简化制造流程并降低资本/运营支出,从而为每辆乘用电动汽车带来高达250美元的成本节省。考虑到随之而来的车辆/电池服务和库存监控效率,以及电池组回收和再利用所带来的增加整体利润的机会,不难设想下一代电动汽车设计中的wBMS技术会有一个有利可图且可持续的未来。
通用汽车公司是众多OEM中第一家拥抱wBMS的公司,令人惊讶的是,在所有车型中,他们选择用来首次展示wBMS优势的竟然是一款超大型SUV——人们对这种车型的最大印象可能是其对环境影响非常大。如果GMC Hummer能够转变成为全电动绿色交通的典范,那么电动汽车成为主流的最后障碍肯定会在我们眼前崩塌,而wBMS技术将在这一转型中发挥关键作用。
图4.世界上首个wBMS生产系统的架构。电池组监控硬件和生产网络、安全及安保软件由ADI公司提供。
提到“刹车动能回收系统”,大家想必已经很熟悉了,曾经只是混合动力车型专属的这套装备已经逐渐走入寻常车型,作为体现高效节能环保的一项重要装备,动能回收系统慢慢的变多地被大家熟悉起来。在本次东京车展之际,马自达发布了全新的i-Eloop动能回收系统,也许你会认为不足为奇,但是这套i-Eloop系统却有着特殊之处。 原来i-Eloop系统与传统的动能回收系统不同之处在于并没有采取电池作为能量的储存媒介,而是运用高效率的电容储存回收的动能。并且这套系统最早可以在2012年就能够批量运用在量产车上。 i-Eloop为“Intelligent EnergyLoop(智能能量循环)”的缩写,与现有动能回收系统的不同在
马自达i-Eloop动能回收系统解析 /
两个多月前,我们曾对钠离子电池有过分析,当时我们大家都认为,以钠离子电池的特性而言,它已经在实用层面接近如今的磷酸铁锂,量产装车并不遥远。 上个星期,宁德时代正式对外发布了其第一代钠离子电池,此前人们猜测的各项参数,至此也正式揭晓,看起来,第一代钠离子电池已经快要赶上磷酸铁锂电池的量产水平,于是乎,关于钠离子电池是否能快速取代磷酸铁锂,成为电动车的首选这一问题,也就再度成为大家关注的焦点。 在笔者看来,钠离子电池发展前途的确非常广阔,但要说能彻底取代磷酸铁锂,至少在短期几年内是不太现实的。为什么这么说?且看下面的分析。 单位体积内的包含的能量不足?锂离子来凑 我们此前已经知道,钠离子电池的最大优势是原材料丰富而且便宜,这对整个
包会不会取代磷酸铁锂? /
在2017中国国际工业博览会上,上汽集团展示了两款氢燃料电池汽车,分别是轿车荣威950和燃料电池轻型客车大通FCV80,上汽集团前瞻事业部的负责人说到,现在他们的200型燃料电池动力系统确实与丰田相比还有比较大的差距,但是明年推出的300型燃料电池动力系统将能够达到与丰田对标的能力。 氢燃料电池是理想的新能源动力,但由于技术和其他条件不成熟因而没能像电动汽车那样被大范围的应用,目前日本和韩国车企对燃料电池研发处于领先水平,早在2013年现代汽车就推出全球首款量产氢燃料电池汽车——ix35。2014年,丰田也推出量产车MIRAI,紧接着本田在2016年也推出自己的氢燃料电池汽车Clarity。现在上汽集团也投身燃料电池,但其燃料电池研发
据外媒报道,虽然 锂离子电池 仍有改进的空间,但业内大多数人认为固态电池将成为下一代首选电池。而如今, 特斯拉 的电池研究伙伴公布了一种让锂离子电池获得更高单位体积内的包含的能量的方法,可让大家不再将研究重点只专注于固态电池。 加拿大戴尔豪斯大学(Dalhousie University)一个由Jeff Dahn教授领导的小组,与特斯拉加拿大研发中心的同事,以及加拿大滑铁卢大学(University of Waterloo)合作,展示了使用双盐电解质(氟代碳酸乙烯酯(FEC):碳酸乙烯酯(DEC)溶液中含有1M二氟草酸硼酸锂LiDFOB和0.2M四氟硼酸锂LiBF4)制成的无阳极锂金属电池。研究人员表示,他们的研究结果可能会将人们的研究重点
中国电动车的产销量虽是世界第一、占世界半壁江山,但仅占中国汽车总销量的1%,如果剔除各种政策补贴、国补地补等刺激和催熟,再抛开一打一压那两只有力的手,仅靠市场因素,恐怕还要再打折。下面就随汽车电子小编共同来了解一下相关联的内容吧。 消费者购买电动汽车为什么有点难? 美国某知名汽车公司亚太区法规总监最新在一次世界电动车政策交流会披露,电动车在美国市场的渗透率有限,根据车辆类型,电动车辆的激发鼓励措施来自联邦政府和州政府,按照每个客户居住的州不同,激发鼓励措施价值大有不同。这些激发鼓励措施不足以克服消费者的接受挑战,且仍难以遵守强制性电动车辆的销售法规。 美国对电动车的激励可分三类:折扣,在消费的人购买后,会收到邮寄的折扣金额支票;购物代金券,完成
Analog Devices, Inc.(NASDAQ:ADI)最近推出一款超高清(UHD)视频信号处理器,这款处理器可以在SD (480i)、ED (480p)、HD(720p、1080i和1080p)以及UHD (2160p)等视频格式之间进行上下转换。UHD NatureVue™ ADV8005视频信号处理器可为两个同步视频流提供多种屏幕分辨率,适合使用的范围十分广泛,从A/V接收器和HDMI分频器到商业视频分发系统和数字标牌。这款新型处理器可以在内部产生高质量的位图式屏幕显示(OSD),允许设计师轻松集成滚动文本和动画等功能,色深最高可达24位真彩色。同时还可接受来自外部源(如图形处理装置)的OSD信息。 ADV8005视频信
虽然现代手机特别是智能手机的功能特性越来越丰富,已经慢慢的变成为移动计算终端,但是诺基亚发起的一项调查显示,绝大多数人对手机最为看重的还是电池续航能力。 根据这份调查,38%的收房的人说只要手机能够持续正常运行(打个电话发个短信),他们就满足了,不想为了任何附加功能而牺牲电池续航时间。有人还在评论里说,如果电池没电了,手机功能再强大也白费。 不过依然有大量的人愿意为了某种或者某些特性牺牲电池时间,比如25%的人非常在意3G、Wi-Fi等无线技术,他们要藉此随时上网、收发邮件,还有17%的更青睐多媒体功能,比如浏览照片、听音乐、看电影什么的,另有13%的人选择了大屏幕。 最后比较有趣的是,在乎手
乃是手机之本 暗指苹果 /
01技术简介 铁-铬液流电池具有本质安全、运行稳定和长时储能的特点,目前产品已经更新到二代铁铬液流电池堆,单堆功率为45kW,是一代电池堆的1.5倍,电流密度由一代堆的70mA/cm²提升至140mA/cm²,单堆能量效率提升至≥75%,体积缩减至一代堆的40%。180kW/720-1440kWh铁-铬液流电池储能系统是和瑞储能公司模块化液流电池储能产品,得益于功率单元和容量单元分离的设计,可根据不同储能时长的应用场景自由搭配。目前实现了储能系统模块化供货和安装,可大幅度降低现场工期。 02技术定位 铁-铬液流电池技术是大规模长时储能技术,具有安全性高、长寿命、温度范围广、电解液成本
【60块开发板!30份好礼!】STM32直播:多款新品发布、成功案例分享、解决方案解读
MPS电机研究院 让电机更听话的秘密! 第一站:电机应用知识大考!第三期考题上线,跟帖赢好礼~
近段时间,不少IGBT项目纷纷上马,江苏、浙江、广东传来项目新进展,新洁能、芯盟半导体、信展通3个项目合计新增产能超412万只,总投资超12 ...
英特尔为汽车行业打造芯片级增强版硬件虚拟化功能,助力打造软件定义汽车借助英特尔市场领先的芯片级增强版硬件虚拟化功能,英特尔汽车事业 ...
在中国电动汽车厂商高奏凯歌的同时,日系车企却纷纷败退中国市场。据《日经新闻》3月12日报导,日产汽车将和中国当地合资公司协商,计划将 ...
车规级电容触控型MCU曦华科技车规级电容触控型CVM012x系列MCU正式上市。作为国产首颗能轻松实现HoD应用的真车规级单芯片解决方案,该系列新产品 ...
全球电子设计和制造领域的领导者USI环旭电子(上海证券交易所代码:601231)今日宣布其功率模组团队真正开始启动了一项开创性的联合设计制造(J ...
面向千行百业,赋能AI应用型人才,英特尔加持校企协同的AI教育解决方案
电感知识大考:遇到这样一些问题怎么办?|“MPS电感探索季:发现小且不凡的秘密!”第一站
抢先体验NUCLEO家族新贵,ST STM32 NUCLEO-F091RC开发板28元包邮!
站点相关:动力系统底盘电子车身电子信息及娱乐系统安全总线与连接车用传感器/MCU检测与维修其他技术行业动态