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技术讨论|欣旺达的 SFC480 快充

环形隧道

2022-09-09

作者: 朱玉龙

在小鹏开了 G9 快充的发布会以后,欣旺达也发布了 SFC480 超级快充电池技术 —— 这个电池系统方案最大充电功率达 480kW,实现充电 5 分钟续航 200km,充电 10 分钟续航 400km,快充和安全也是接下来动力电池企业开发布会的必要选择。

  • 安全:电池企业需要说 NP,也就是从之前的 5 分钟到无热扩散。

  • 快充:从之前的 2C 直接到 4C,往更高的功率来讲;而且快充的次数也开放了,对非运营车辆是不限制的。

▲图 1. 快充和安全是两个重要的点

快充实现的基础

材料体系

这是基于高电压低钴 Ni60 正极体系,通过:

  • 复合包覆:改善表面稳定性。

  • R 元素掺杂:减小晶胞参数变化,减小应力积累。

▲图 2. 材料体系的使用

工艺方面

采用复合多孔电极技术,较传统工艺使电芯电极厚度增加约 15%,以获得更高的能量密度和更好的动力学性能。

▲图 3. 复合多孔电极技术

结构设计

这个电池是从之前的卷绕,也使用了叠片技术,并且采用了无连接片链接技术。

叠片中采用 CT 检测技术,使叠片精度达到 ±0.1mm,同时采用 CCD 在线检测防止不良率流出,进一步保障叠片精度。

▲图 4. 叠片是目前二线动力电池企业普遍的做法

采用无连接片连接技术,降低电芯内阻 3%,在这里示意图里面,给出的设计差异为 45.8 度和 48.3 度的差异,差距是 2.5 度。

▲图 5. 电芯的散热

快充电池在系统层面还导入全新一代 3D 液冷技术,体积利用率达到 72% 以上,全系产品无热扩散。

▲图 6. 这个 3D 是啥意思没看明白

这个也可以支持方壳正置和倒置(这个麒麟要跳出来了)的电芯配置。总体来看,这一次欣旺达是发布的比较有针对性的产品,和原来的 HEV、VDA 和 MEB 系列的点心差异比较大。

▲图 7. 原有欣旺达的产品

在成组方面,也配合汽车企业从一路 CTP、CTB 和 CTC 来做,这里也比较简单,二线电池企业只要配合车企做设计就可以了,只要电芯层面专利规避好,后续成组设计全部交给车企的电池工程部门,就可以配合各种差异化的设计。

▲图 8. 现在主要权如果在车企,只要配合就可以了

中国电芯奔向 4C 有没有隐患?

年初在百人会上就看到这块标称 155Ah 的产品,我们看到之前大家的设计水平平均充电倍率 1C 左右,峰值在 30% SoC 内大概在 2C 以上,一下子突突往 4C(我理解这个是峰值)走了,平均倍率在 3C 以上。

▲图 9. 快充电池

这里有几个基本的支持:

  • 需求:电池企业都看到车企有这个需求,阿维塔、路特斯,后续的小鹏和理想,一系列的车企要做高端做区隔,快充电池是个好生意。
  • 安全:也就是说大家开始掌握防护技术,不管是气凝胶还是云母片,在排气等等技术试验中,并不是特别怕快充引发的电芯热失控问题。
  • 电池寿命:从目前几家披露的信息来看,都从几个主材去做了匹配设计。
  • 热管理:几家在这些电池包上,都上了多个面的液冷,或者直接上直冷了,这个还是配套来做的。

当然我是这么看的,虽然号称都是量产的,但说这个电芯能直接上车了,这点我是存在一点怀疑的。我相信可能在 2023 年,4C 电芯我们才能大批量看得到。

小结:从各方面的角度来看,电芯在能量密度和成组技术达到一定瓶颈以后,也确实只有靠快充能力去卷起来了

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