近幾年，電動汽車技術快速發(fā)展，尤其是其電池技術，本文將探索關于電動汽車（EV）電池——這一汽車行業(yè)中最具前景的新技術之一——的11個最常見誤解，以及與無線電池管理系統(tǒng)（BMS）相關的內容。

01

電動汽車電池極其復雜

電動汽車電池被認為極其復雜，這一觀念源于其早期開發(fā)階段以及汽車中圍繞它們的大量新型電池單元和其他系統(tǒng)，包括電池管理系統(tǒng)（BMS）。然而，隨著時間的推移，電動汽車電池已變得不那么復雜，許多對汽車行業(yè)而言曾是新事物的組件如今已司空見慣，且可靠性也得到驗證。

盡管電池仍代表著高度的工程復雜性，但持續(xù)的技術進步正在使它們的設計、使用和理解都變得更加容易。電池化學、制造工藝方面的創(chuàng)新，甚至電池架構的根本性變革，都有助于降低其復雜性。

02

電池模塊是電動汽車設計的核心部分

關于電池模塊是電池設計不可或缺的組成部分這一觀念，隨著下一代架構的出現(xiàn)正在被重新審視。從歷史上看，電池系統(tǒng)一直使用模塊作為基本組件，并將它們組裝成更大的電池組。

然而，現(xiàn)在新興的電芯到電池包和電芯到底盤的設計正在對這一傳統(tǒng)方法提出挑戰(zhàn)。電芯被直接集成到車輛結構中，從而提高了能量密度，增加了可用空間，并顯著減輕了重量和減少了材料消耗。

03

電動汽車電池天生不安全

盡管電動汽車電池曾發(fā)生過幾起備受關注且被廣為宣傳的過熱事件，但它們并非天生就是不安全的。事實上，得益于現(xiàn)代電動汽車中不斷改進的設計，這類事件已經(jīng)極為罕見。這些系統(tǒng)被精心設計用來嚴密監(jiān)控電池的電量、溫度和整體健康狀況，并在可能出現(xiàn)安全隱患的情況下進行干預以防止事故發(fā)生。

從車輛碰撞和電池故障中汲取的教訓進一步提升了電動汽車電池的安全性，推動了諸如智能保險絲、故障隔離內部結構和耐用外殼材料等技術的進步。這些措施，加上嚴格的測試和認證流程，確保了電動汽車電池在上市前就能夠達到高功能安全標準。

提高監(jiān)控水平也有助于增強安全性。例如，通過采用電芯級監(jiān)控系統(tǒng)，可以在每個電芯中安裝溫度傳感器，而不是幾個電芯共用一個。這樣，如果某個電芯受損或存在導致溫度異常升高的缺陷，就能更快地被識別出來。

04

電動汽車電池壽命短

得益于技術的進步和對電芯性能更深入的理解，電動汽車電池的壽命隨著每一代技術的更迭而不斷提高。如今的電動汽車電池設計經(jīng)久耐用，許多制造商提供的保修期長達十年之久，這凸顯了他們對該技術的信心。

而且，由于化學成分和電池管理系統(tǒng)（BMS）的持續(xù)改進，使得電動汽車電池壽命得以延長，這些系統(tǒng)能夠在多年和數(shù)英里的使用中保持其充電容量。

05

電動汽車電池難以回收

電動汽車電池的可持續(xù)性是一個主要被關注的點。但歐盟的電池護照（Battery Passport）和其他新規(guī)定旨在解決這一問題。提高電池的可追溯性，特別是電芯級別的可追溯性，有助于推動一個更加可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟。

當電動汽車達到使用壽命終點時，電芯“護照”可以幫助工程師識別出哪些電池仍然可以被重新用于其他應用，如電網(wǎng)儲能或可再生能源儲能，這些應用對峰值性能的要求低于車輛的使用。

對電芯的歷史、健康狀態(tài)（SOH）和化學成分有更深入的了解，也有助于減少浪費，并促進在電池達到使用壽命終點（EOL）階段時采取更安全、更負責任的回收做法。因此，我們能夠更好地回收電動汽車電芯中蘊含的有價值資源，確保它們得到再利用。

06

無線電池管理系統(tǒng)（BMS）非常不可靠

盡管無線BMS通過取消復雜的布線提供了設計靈活性并提高了可靠性，但它也可能帶來新的挑戰(zhàn)。這些問題包括確保信號穿過金屬電池組進行傳播，以及防止由大功率線纜引起的射頻（RF）干擾中斷與主機微控制器（MCU）之間的無線通信。

與遠場無線通信不同，在近場非接觸式架構中，信號僅在電池監(jiān)控芯片和頂置總線天線之間短距離傳輸。與遠場解決方案相比，近場通信提供了更高的可靠性，并且通信協(xié)議即使在具有挑戰(zhàn)性的射頻環(huán)境中也能保證數(shù)據(jù)同步傳輸。

07

無線電池管理系統(tǒng)（BMS）是安全領域噩夢

通信協(xié)議和架構的進步表明，電池中的無線通信可以減輕安全風險。盡管在車輛系統(tǒng)中實施無線通信時確實會對網(wǎng)絡安全感到擔憂，但有效的保障措施可以防止未經(jīng)授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露。

通過使用安全且加密的通信協(xié)議，可以有效地限制數(shù)據(jù)訪問。然而，僅僅將無線信號的傳播范圍限制在幾厘米之內，就可以有效地消除任何安全風險。除非物理拆解電池，否則黑客幾乎無法攔截這些信號。

08

電池的健康狀態(tài)（SOH）難以計算和保持

電動汽車電池的健康狀態(tài)是指電池在全生命周期中的性能和容量保持情況。通常使用?SOH（State of Health）來表征電池的健康狀態(tài)。SOH代表當前電池較于新電池存儲電能的能力，是電池衰減的表征參數(shù)。電池的健康狀態(tài)對于電動汽車的續(xù)航里程和整體性能至關重要，直接影響車輛的使用體驗和安全性。

通常，一旦電池退役，其SOH信息就會丟失，如果要對電池組進行再利用或回收，就需要進行耗時且成本高昂的評估。此外，SOH通常是在電池組層面或模塊層面進行評估，這可能會掩蓋單個電池單元中出現(xiàn)的問題。

09

電池組價格過高

電池組通常是電動汽車中最昂貴的部件，汽車制造商（OEM）面臨著降低其成本的挑戰(zhàn)。雖然隨著電池設計和工藝的優(yōu)化，電池成本將持續(xù)下降，但技術的變革也能顯著降低物料清單（BOM）成本。

除此之外，電池單元級別的“護照”不僅為電池的二次使用創(chuàng)造了更好的機會，還使回收更加有效，這將有助于降低原材料成本。

10

電動汽車電池運輸成本過高

安全規(guī)范使得鋰離子電池（Li-ion）的運輸成本高昂，尤其是在電池健康狀態(tài)（SOH）未知的情況下。當電池單元從原電池組中取出時，其SOH狀態(tài)就會丟失，因此必須被視為潛在危險品。

然而，諸如歐盟電池護照等新規(guī)范有助于緩解這些擔憂。電池護照是電池歷史和SOH的數(shù)字記錄，它提高了運輸和處理過程中的安全性和透明度。它所提供的信息可以通過對電池在運輸過程中的狀態(tài)進行準確評估，降低保險和運輸費用，減少不可預見的風險。

通過整合電池單元級別的監(jiān)測，您可以進一步增強這種洞察力，為每個電池單元提供數(shù)據(jù)，而不僅僅是模塊或電池組。這確保了電池單元可以從電池組中取出，進行更準確的評估，并可以安心運輸。

11

電池制造難以實現(xiàn)自動化

電動汽車電池組裝起來本身就很困難，因為它們是高功率設備，需要集成無數(shù)電線和傳感器，同時還要盡可能減小封裝尺寸。歷史上，由于復雜的線束需要手動安裝，這阻礙了電池制造的自動化進程，限制了生產(chǎn)線的速度和成本效益。然而，新的電池架構，如無接觸電池監(jiān)測技術，通過用簡單、單天線的設計取代復雜的布線，簡化了這一過程。

寫在最后

隨著電動汽車電池技術的不斷發(fā)展，上述的11個常見誤解也將迎刃而解。據(jù)研究機構TrendForce近期發(fā)布的調查報告稱，全球主要電池制造商，如三星SDI、豐田等都已開始試制全固態(tài)電池。目前，半固態(tài)電池在電動車的裝車量已達GWh等級，電芯能量密度為300-360Wh/kg。由于制造規(guī)模小，加上制造工藝未完全成熟，半固態(tài)電池量產(chǎn)初期的電芯價格高于1元人民幣/Wh。但隨著制造規(guī)模擴大和技術成熟度提升，半固態(tài)電池綜合成本可望于2035年降至0.4元人民幣/Wh以下。如此，電動汽車電池的續(xù)航問題、安全問題以及成本問題都將得到有效解決，全球也將加速進入新能源汽車時代。