朱玉龙

朱玉龙

2022-01-04

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PHEV 方向的软包铁锂电池

  1. 动力电池
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插电式混合动力汽车的迭代,是从 2010 年开始,到目前国内外已经历过了 2-3 代的车型,但 PHEV 的电池发展存在一定的瓶颈。

随着 PHEV 车型的平台化和通用化,电池系统采用了通用的电池模组设计,而下一步的方向是:电池系统越来越多地倾向于和纯电动相似,布置在车辆底部;在这样的布置要求下,PHEV 电池模块也要求模块尺寸减小并扁平化,组合更灵活。

2022 年随着很多国内 DHT 插电车型在这个领域的启用,观察 PHEV 电池的发展成了一个有意思的话题。

在这方面 ——8、10、18、22 甚至更高 40kwh 的铁锂电池怎么用 —— 目前弗迪和蜂巢两家铁锂的做法可能是一个主流方向。

备注:围绕高镍三元开发的 PHEV 电芯,现在没太多企业在重视开发

▲图 1 《节能与新能源汽车技术路线图 2.0 版》中 PHEV 电芯方向也出现偏差

弗迪电池

比亚迪在自家 DMI 车型上开始使用软包磷酸铁锂电池模组(简称小刀片),在这里实质上是一种采用二次密封技术,电芯采用软包(铝塑膜)封装,刀片电池采用硬铝外壳封装。

▲图 2 弗迪电池在 PHEV 电池上的规划

从这个意义上,也确实能实现上述不同的不同容量(26Ah、40Ah、42Ah、47.7Ah、65.2Ah 和 85.2Ah)不同尺寸的设计。从目前的逻辑来看,软包的最大特点还是尺寸可以裁剪,把软包电芯通过内部的支架再卷起来,然后通过固定的方式内部使用。

▲图 3 小刀片电池采用 8 壳电芯

如下图 4 和图 5 所示,这个接口把每个电芯的电压接出来了,然后通过统一的连接器接到 CMU 上去。

▲图 4 小刀片电池的顶部设计
▲图 5 小刀片模组内部使用 FPC 进行采样线的桥接

蜂巢能源的 L400

在这次蜂巢的电池日上,L400 产品首次亮相,也和弗迪一样将磷酸铁锂用到了 PHEV 上,推出了一个可以覆盖 150-200km 长续航里程的 PHEV 产品,电芯能量密度为 170Wh/kg
-180Wh/kg,将在 2022 年底量产。这也是从成本考虑,将比三元锂明显下降,同时体积利用率提升了 40%。

我的理解,这也是借鉴了小刀片(内部可以做软包或者直接做成方壳)做 CTP 的模式。

▲图 6 蜂巢的混动 L400 的电池

而这么做配合长城之前做 DHT 的规划,其实可以取代 HEV 的电池位置,把 PHEV 推成系列化。

备注:之前增程 EREV 的 43kwh 还是用了三元的 BEV 电芯来做,这次一旦导入铁锂来做,在电量不变的前提下,成本还是做了很多的优化

▲图 7 长城的 DHT 平台的电池

我感觉 2021 年变化挺大,在长城和蜂巢之前的设计中,都是围绕 VDA 来做的,一年的时间快速变化下,整个技术路线就完全调转了。

▲图 8 之前的 45kwh 的电芯就被替代掉了

小结:我之前和劳力一起弄过一个叫《PHEV 电池系统集成技术》,现在来看围绕 VDA 的电芯和整体的技术方向,在 PHEV 里面全部给颠覆掉了,这个也代表国内的 PHEV 电池的想法也多了一个方向 —— 围绕高体积利用率,在能量密度不算苛求的 PHEV 里面用处更大。

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