最近MG MULAN發(fā)布全新技術(shù)亮點,這個上汽電動汽車里面的品牌,搶著把上汽星云純電專屬系統(tǒng)化平臺和“超薄純平”魔方電池拿出來講,這個后續(xù)智己、飛凡和榮威創(chuàng)造了難度,都是一樣的設(shè)計,后面講啥呢?我作為一名電池技術(shù)人員在上汽待了四年,對這個電池的設(shè)計來做一些解讀。當(dāng)然由于立場問題,我還是安利一下,盡量客觀一些。
▲圖1.上汽的E2電池平臺
Part 1、為什么要做躺式電芯
上汽的主要合作方是寧德時代,所以在早期研究中,需要實現(xiàn)5個設(shè)計目標(biāo)“21103”:
●最高200Wh/kg的能量密度
●Pack 100/kWh美金的成本
●110mm的高度,支持轎車
●0熱失控,各種化學(xué)體系絕對安全
●3C快充
后續(xù)這個目標(biāo)上,加入了更寬泛的能量梯度,和快換的設(shè)計。
▲圖2.XY方向固定尺寸以后的換電設(shè)計
你會先發(fā)現(xiàn):成本和安全的目標(biāo)是剛性的,110mm后續(xù)擴展成不同的規(guī)格,所以采用LBS躺式電芯,最核心的訴求是安全。One Pack的設(shè)計,在電池XY兩個尺寸固定以后,我們看到由于整車企業(yè)對能量有需求,在能量密度和成組率都達到極限以后,只能靠高度上漲。三種不同厚度的電池包,對應(yīng)三種不同的電芯規(guī)格(長、寬固定,厚度變化)。
▲圖3.上汽電池包的擴展
在這里最大的問題,就是化學(xué)體系的梯度沒拉開,原有的中密度、高密度和低密度化學(xué)體系,使得在同一個電芯規(guī)格下面,容量沒辦法覆蓋那么多的配置,由于電芯的配方的差異,這使得3種不同的尺寸規(guī)格配上三大體系的配方,出來N種電芯。
▲圖4.電芯的規(guī)格演變
也就是面臨這個問題,這個尺寸規(guī)格用磷酸鐵鋰體系來做,覆蓋44kWh-70kWh,但是70這個數(shù)據(jù)得靠M3P,真正用LFP來做,電池的能量其實不算高。
▲圖5.電池規(guī)格的搭配
Part 2、設(shè)計的解讀
這是一種典型的CTP設(shè)計,散熱放在中間,通過類似特斯拉這種長條形水冷板冷卻的方式來做電芯底部冷卻,如果要做大功率快充可以在上下電芯加入整塊的水冷板解決,但是由于電芯屬于較大尺寸的,均熱挑戰(zhàn)就存在了。
▲圖6.整體的布局
整個設(shè)計的核心,就是圍繞這個不燒,通過側(cè)邊的隔熱,最多燒兩顆電芯,這是整個電池包設(shè)計的最基本的考慮,這點是這個電池系統(tǒng)設(shè)計最大的考慮。
備注:目前的問題,全中國車企都圍繞鐵鋰做方案,立起來加入一定厚度的隔熱材料,也比較合適做熱失控防護。
▲圖7.熱失控
你仔細對比一下,要做110mm的電池包,大方殼確實不是好方案,所以這塊要么刀片和4680/4695兩種,在我們當(dāng)時的可能性來看,這是一種必然的選擇。
▲圖8.躺式電芯設(shè)計
這一頁的數(shù)據(jù),更多的還是建立在現(xiàn)有的產(chǎn)品對比上,在下一代的長刀和短刀的數(shù)據(jù)對比來看,再來對比下。
▲圖9.這一頁其實大家一直在刷記錄
小結(jié):
磨劍三年,上汽的E2電池平臺是建立在方殼卷繞技術(shù)上的一次很有意義的嘗試,和現(xiàn)在的方殼疊片出來的各種刀和4680相比,沒有電芯根本的變化,做Pack的兄弟已經(jīng)傾其所有,到頭了。