當你的智能手機電池沒電了，你會怎么做？即使花了大價錢在設(shè)備上，你還是會抱怨其使用壽命太短。

電動汽車就不能這樣了：汽車需要的電池壽命和汽車一樣長。為了讓每一款電動汽車的電池壽命都能實現(xiàn)這一目標，辦法之一就是密切關(guān)注每輛電動汽車的每一塊電池，既可以延長電池的壽命，也可以學(xué)習(xí)如何設(shè)計壽命更長的續(xù)航電池。

IEEE Spectrum獨家報道了通用汽車公司的無線電池管理系統(tǒng)。這在任何地方的電動汽車中都是第一次（甚至特斯拉也沒有）。這項由Analog Devices, Inc.公司開發(fā)的無線技術(shù)將成為通用汽車全系列電動汽車的標準配置，通用汽車的目標是到2020年全球銷量至少達到100萬輛。

這些汽車將由通用汽車專有的Ultium電池提供動力，Ultium電池與韓國LG Chem合作，在俄亥俄州一家價值23億美元的新工廠生產(chǎn)。

與今天的電池模塊不同，電池模塊通過一堆雜亂的橙色電線與車載管理系統(tǒng)相連，通用汽車的系統(tǒng)采用集成在電路板上的射頻天線。這種天線可以通過2.4千兆赫的無線協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，類似于藍牙，但功耗更低。從模塊向機載主機報告，發(fā)送電池電壓和其他數(shù)據(jù)的測量值。車上的主人還可以通過云與GM對話。

這樣能對電池健康狀況和運行情況進行全面監(jiān)控，包括來自駕駛員在不同氣候或使用情況下的實時數(shù)據(jù)。這種全視能力包括大量電池庫存——甚至在工人裝配線上之前就可將電池安裝到汽車上。

通用汽車電池系統(tǒng)電子首席工程師Fiona Meyer-Teruel表示：“你可以讓一個中央倉庫監(jiān)控所有這些設(shè)備?！?/p>

通用汽車基本上可以為包括重型卡車和性能優(yōu)良的汽車在內(nèi)的各種電動汽車提供即插即用電池模塊，而無需為每種電動汽車重新設(shè)計線束或通信系統(tǒng)。這可以幫助該公司加速車型的上市，并確保大多數(shù)電動汽車制造商無法獲得的盈利能力。通用汽車的工程師和管理人員說，他們已經(jīng)將Ultium電池的成本提高到每千瓦時100美元以下，這種鎳鈷錳鋁的化學(xué)成分是電池開發(fā)的圣杯。通用汽車也發(fā)誓，它生產(chǎn)的每一款超動力汽車都將盈利。

無線管理系統(tǒng)將讓這些電動汽車在單個電池組內(nèi)平衡充電，以獲得最佳性能。軟件和電池節(jié)點可以通過“空中傳送”重新編程。有鑒于此，該系統(tǒng)設(shè)計了端到端加密以防止黑客攻擊。

為了獲得最佳性能，無線管理系統(tǒng)將讓這些電動汽車在單個電池組內(nèi)平衡充電。軟件和電池節(jié)點可以無線重新編程?？紤]到這一點，該系統(tǒng)被設(shè)計為端到端加密，以防止黑客攻擊。

重新利用部分用過的電池也變得更容易，因為不需要徹底檢修管理系統(tǒng)，也不需要篡改難以回收的線路。無線包可以直接扮演它們的新角色，通常作為網(wǎng)格的負載平衡工作工具。

Meyer-Teruel:“當電池的性能下降到70%的時候，你可以很容易地重新調(diào)整電池的性能，重新使用它?！?/p>

正在建設(shè)中的通用和LG化學(xué)工廠規(guī)模龐大，每年的電池產(chǎn)能將達到30千兆瓦時，比特斯拉在內(nèi)華達州的千兆工廠(Gigafactory)高出50%。到2025年，通用汽車計劃向電動汽車和自動駕駛汽車投入200億美元，向首席執(zhí)行官Mary Barra所說的“全電動未來”邁進。相比之下，這家工廠的投資只是其中的一小部分。

通用汽車將于明年在展廳推出一款最高達1,000馬力的全新電動悍馬，這將是通用汽車主要面向美國和中國市場的20款多動力車型中的第一款。凱迪拉克Lyriq跨界SUV緊隨其后，它將于2022年推出，不久之后將推出雪佛蘭電動皮卡。

通用汽車高電壓電池首席設(shè)計師Andy Oury表示，這些客戶將不必購買新車，就能從無線系統(tǒng)中獲益。

“比如，7年后，客戶需要Ultium 1.0電池，但我們已經(jīng)在使用2.0。只要它們是兼容的，我們就可以安裝更好的：只要有新的化學(xué)成分，并加入新的校準表來運行它?！?/p>

通用汽車全球電氣化主管Tim Grewe表示，消費者可能很快就會期待電池的使用壽命能達到現(xiàn)在的四到五倍，公司需要對此做出回應(yīng)。為此，無線系統(tǒng)存儲來自每個單元的元數(shù)據(jù)。實時電池健康狀況檢查將在需要時重新聚焦模塊和傳感器網(wǎng)絡(luò)，保障電池在車輛使用壽命中的健康狀況。車主將可以選擇加入或退出更廣泛的監(jiān)控駕駛模式。Grewe介紹，通過分析這些顆粒數(shù)據(jù)，可以找出不同地區(qū)和氣候下電池批次、供應(yīng)商或性能之間的微小差異。

Grewe:“這并不是說我們今天的電池有問題，而是有很多小的變化。”“現(xiàn)在我們可以運行數(shù)據(jù)：其中電解質(zhì)有點不同，電極涂層的處理有點不同。”

“現(xiàn)在，無論在哪里——工廠、組裝汽車，還是生產(chǎn)線——我們都有基于云的數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)記錄可以利用?！?/p>

這種環(huán)保的方法減少了每輛車約1公斤的重量，以及3米長的電線。拋棄近90%的電池組布線帶來了另一個優(yōu)勢：在整個行業(yè)中，有線電池連接器需要足夠的物理間隙，人類技術(shù)人員可以將兩根手指擠進去。沒有了電線和觸點，就騰出了空間，可以把更多的電池塞進一個給定的空間，設(shè)計得更加低調(diào)。

原文標題：通用汽車成功實現(xiàn)對電動車電池的遠程管理

文章出處：【微信公眾號：IEEE電氣電子工程師學(xué)會】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

責(zé)任編輯：haq