近年,少數(shù)新能源品牌逐漸掌握新能源營銷竅門,比如為自家電池包起一個響亮的名字,包括彈匣電池、大禹電池與麒麟電池等,目的主要是通過這些通俗而有力量的名字,方便大家記住并相信電池的品質(zhì),以此形成口碑效應(yīng)。
5月30日,哪吒汽車舉辦了一場有關(guān)三電的Netalks線上分享會,主題正是近幾天在網(wǎng)上迅速發(fā)酵的“天工電池”,所以這也是天工電池的首次對外披露。借著哪吒汽車此次分享,我們也可以一睹天工電池的技術(shù)細(xì)節(jié),并初探其實力幾何。
一、為什么叫天工電池?
此次,給我們做天工電池介紹的是張洪雷,他的職稱是哪吒汽車總裁助理兼汽車工程研究院常務(wù)副院長。
關(guān)于張洪雷,他也是一位比較有傳奇色彩的新能源人物,他是我國最早一批從事新能源行業(yè)的工程師,目前已經(jīng)累計工作16年,經(jīng)歷了將電動車?yán)m(xù)航從20公里做到1000公里,經(jīng)歷了油改電到全新架構(gòu),經(jīng)歷了將高壓電動平臺量產(chǎn)化,并將其送到中南海的光輝歲月……
如果大家還有印象,我們在去年曾寫過一篇哪吒汽車董事長方運舟的文章——《傳奇》,大致也是這段歷史。方運舟和張洪雷,亦師亦友,中國新能源能夠取得今天的成績,離不開他們這些先行者的不懈努力。
而今,哪吒汽車的三電表現(xiàn)之所以如此穩(wěn)定、出色,這背后其實大有淵源。
分享會上,張洪雷首先介紹了天工電池這個名字的由來,它取自“物自天生,工開于人”(這個取名,仍然“很合眾”),哪吒汽車希望借天工將構(gòu)思表現(xiàn)在電池上,以此守護(hù)電池安全標(biāo)準(zhǔn)。給動力電池取名,必須通俗且有力量,天工電池?zé)o疑做到了。
張洪雷表示,天工電池有兩個宗旨:永不變的用戶準(zhǔn)則,永不妥協(xié)的技術(shù)目標(biāo)。
對此,張洪雷還說了一句走心的話,他說,“從業(yè)這么多年,說句心里話,做電池行業(yè)一直都是如履薄冰,為什么?因為用戶的生命安全是交在我們自己的手上的,那么無論是拋錨類的問題,包括電池自燃的問題,都可能對用戶的生命財產(chǎn)造成很大的影響。所以從業(yè)這么多年,我們一直把安全、把客戶體驗作為不變的用戶準(zhǔn)則?!?/p>
張洪雷還說,哪吒汽車一直秉承工匠精神,用工匠精神去守護(hù)電池安全,把客戶期望的變成自己的工作目標(biāo),變成自己的技術(shù)目標(biāo)。
宣揚以工匠精神去做電池,我印象中哪吒汽車是業(yè)內(nèi)第一家。先且不說天工電池實力如何,至少在技術(shù)開發(fā)精神、以及技術(shù)命名思維上,哪吒汽車已經(jīng)領(lǐng)先行業(yè)。
二、天工電池設(shè)計三要點
這部分是重點,它不僅僅是天工電池技術(shù)的實現(xiàn),更是哪吒汽車對用戶訴求的回應(yīng),以及對用戶痛點的解答。
在張洪雷看來,對于動力電池,用戶最關(guān)心的是安全、續(xù)航和壽命,所以,天工電池就要從設(shè)計目標(biāo)去解決這些問題。主要分為以下三要點:
1、超強(qiáng)防護(hù)的高集成化設(shè)計
針對這一要點,又包括以下兩項:
第一項,輕量化、高集成、高防護(hù)的機(jī)電設(shè)計,它包含嚴(yán)苛的電芯選型、航天級電芯隔熱、高強(qiáng)度網(wǎng)格化框架與高集成模組構(gòu)造,確保電池安全的同時,又兼具高比能。
張洪雷表示,天工電池經(jīng)歷了三個發(fā)展階段,第一個階段是國際標(biāo)準(zhǔn)化VDA模組,方便不同電芯的無縫替換,缺點是重組效率略低,大概在65%——70%,系統(tǒng)能量密度175Wh/kg;目前已經(jīng)進(jìn)入第二個階段——定制大模組方案,即CTP,成組效率73%-76%,系統(tǒng)能量密度185Wh/kg;第三個階段即高集成方案,包含CTP/CTC技術(shù),成組效率>85%,系統(tǒng)能量密度>210Wh/kg。
張洪雷透露,針對第三代天工電池,哪吒將舉行一個戰(zhàn)略級發(fā)布會,除了公布CTP/CTC技術(shù),還將披露滑板底盤等前沿技術(shù)。
第二項,堡壘式層層防御,斬斷與熱失控之間的一切關(guān)聯(lián),它包含“魔鬼”級電芯測評體系(電芯精準(zhǔn)選型)、網(wǎng)格式模組設(shè)計(兼顧電芯隔熱與高比能)、密艙式電池包設(shè)計(實現(xiàn)可靠的密、隔、疏系統(tǒng))。
關(guān)于“魔鬼”級電芯測評體系,它包含電芯應(yīng)用測評與選型和單體電芯安全防護(hù),如下圖:
至于網(wǎng)格式的模組設(shè)計,它包含三點:第一,航天級隔熱,可實現(xiàn)1000+攝氏度隔熱和UL94 V0級阻燃;第二,軍工級電氣防護(hù),采用800V電絕緣冗余安全設(shè)計,采樣短路冗余設(shè)計,模組級短路冗余安全設(shè)計;第三,隔倉式結(jié)構(gòu)防護(hù),包括輕質(zhì)高強(qiáng)度鋁框架、2000+N級結(jié)構(gòu)安全、高集成定制大模組設(shè)計。
關(guān)于密艙式PACK箱體結(jié)構(gòu),包括PACK密艙式結(jié)構(gòu)設(shè)計和PACK熱/電安全防護(hù),如下圖:
張洪雷表示,哪吒汽車擁有很好的熱仿真能力,同時也聯(lián)合寧德時代和清華大學(xué)做了電池從單體到模組到總包的全系統(tǒng)的仿真能力。
下面是哪吒汽車針對電池包熱失控做的仿真視頻。
張洪雷表示,除了安全結(jié)構(gòu)、耐熱材料,整個排氣通道導(dǎo)熱也是非常重點的一項設(shè)計,電池包最核心的部分就是這一部分的熱傳導(dǎo)。
哪吒汽車動力電池開發(fā)部總監(jiān)馬建生表示,天工電池IP68防護(hù)等級的密封,800伏電器絕緣冗余設(shè)計,以及定向熱擴(kuò)散排氣流道,基本上能夠做到永不熱擴(kuò)散這一個目標(biāo)。
2、高效智能的恒溫?zé)峁芾硐到y(tǒng)
為了提升續(xù)航,業(yè)內(nèi)最簡單粗暴的做法是堆電池,堆的電池越多,里程就越長。張洪雷覺得這種做法并不經(jīng)濟(jì),他覺得那么一個電池包在車上,資源配置是浪費的。
張洪雷認(rèn)為,怎么能夠從系統(tǒng)的效率上,從熱管理的方案上,去提升續(xù)航里程的體驗,包括充電的體驗,更是主機(jī)廠應(yīng)該關(guān)注的點。
目前,天工電池的熱管理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第四代,采用了新的熱泵系統(tǒng),比傳統(tǒng)的PTC效能更好,比如冬季續(xù)航能夠提升20%+,單次充電節(jié)能2%,低溫充電效率提升20%。張洪雷表示,天工電池的低溫充電要努力做到十幾分鐘的時間。
對于天工電池第四代熱管理系統(tǒng),張洪雷將其形容為定制化、保姆式的恒溫?zé)峁芾聿呗?,即知冷預(yù)熱、預(yù)熱智冷、“私人”定制、全時域/地域恒溫控制、快速充電、持久續(xù)航。
具體技術(shù)細(xì)節(jié)上,天工電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)采用網(wǎng)狀式的流道設(shè)計,能夠讓電池根據(jù)自己的區(qū)域進(jìn)行熱管理的控制,主要有四個方面:
第一,智能前饋式熱管理控制,據(jù)工況預(yù)估制冷/制熱需求,單次充電節(jié)約能耗2%。
第二,智能行車加熱功能,包含熱泵多熱源行車加熱/保溫功能,以及超前加熱策略,根據(jù)導(dǎo)航目的地,提前預(yù)熱,低溫充電效率提升20%。
張洪雷表示,哪吒汽車是全中國第一個引進(jìn)通過能量流預(yù)管理控制策略的品牌。
第三,高效冷卻與加熱系統(tǒng),包含恒溫液冷,15-45攝氏度恒溫占比95%,高溫充電,效率提升8%。加熱速率≥0.8攝氏度/分鐘,低溫充電效率提升10%。
第四,智能可預(yù)約式保溫功能,智能可預(yù)約保溫,出發(fā)前預(yù)熱;優(yōu)越的保溫性能:在-20攝氏度環(huán)境,保證電芯冰點以上6小時。
3、全生命周期電池閉環(huán)管理系統(tǒng)
張洪雷表示,哪吒汽車用前端的思維、靠前的閉環(huán)策略,通過大數(shù)據(jù)的分析,全面深度挖掘其他潛在個體電芯失效,通過遠(yuǎn)程診斷和便捷的運維,做到對電池的全生命周期的閉環(huán)的管理。
具體來說,覆蓋全場景的算法能力,包括SOH、析鋰算法、離群算法、安全預(yù)警算法;覆蓋行車、充電、靜止多個場景;千車千策,開發(fā)人、車、云的大BMS生態(tài)系統(tǒng),包含覆蓋全場景的算法能力,全生命周期閉環(huán)式管理;通過歷史數(shù)據(jù)界定失效邊界,結(jié)合大數(shù)據(jù)模型實時監(jiān)控,共同支撐安全運維體系。
比如24小時哨兵模式這個場景,天工電池包內(nèi)增加了很多算法,可以把電流、電壓、溫度、氣壓等都作為監(jiān)控值,只要發(fā)生異常,即通過遠(yuǎn)程通知到電池運維人員,包括電池的負(fù)責(zé)人,能夠在第一時間有效識別熱失控的問題。
若能對電池進(jìn)行全生命周期閉環(huán)管理,這對電池安全監(jiān)控、殘值利用等,都是有極大幫助的。不過,作為整車廠來說,對電池進(jìn)行全生命周期閉環(huán)管理并不簡單,第一,電池生產(chǎn)端的數(shù)據(jù)能否獲取到?第二,是否有能力搭建這樣一個大數(shù)據(jù)平臺?
哪吒汽車之所以能做到,核心在于解決了這兩個大難題。
關(guān)于電池前端數(shù)據(jù),主要在電池廠,作為哪吒汽車主要電池供應(yīng)商,寧德時代是哪吒汽車的股東之一,張洪雷透露,哪吒汽車能夠從寧德時代拿到前期電池的實驗數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù),加上后面哪吒汽車的整包生產(chǎn)數(shù)據(jù)、整車數(shù)據(jù)、以及行駛數(shù)據(jù),以及最后的殘值評估,哪吒汽車由此對電池做到了閉環(huán)管理。
至于平臺,及其需要的龐雜算法,張洪雷表示,在360入股了哪吒汽車之后,在大數(shù)據(jù)平臺和大數(shù)據(jù)分析上,都給了哪吒汽車很好的支撐。
三、電動勢有話要說
電動+智能,是當(dāng)下新能源汽車兩大核心競爭力,其中電動的核心又在電池,盡管絕大多數(shù)車企都沒有自研電芯的能力,但這并不影響推出一個電池品牌,尤其是對有一定電池開發(fā)能力的車企。
當(dāng)電池安全成為用戶購買新能源車的阻礙,解決電池安全,無疑是重新收獲用戶信賴的關(guān)鍵。另外,相較三元鋰、磷酸鐵鋰這樣的行業(yè)術(shù)語,彈匣電池、天工電池?zé)o疑更通俗且有力量,更容易讓消費者記住,由此形成口碑效應(yīng),反過來促進(jìn)產(chǎn)品銷售。
在新勢力里面,哪吒汽車的三電實力相對較為出色,除了能自研域控制器,整體品質(zhì)也不錯。雖說如此,但大家對哪吒的三電技術(shù)印象并不深。這也能理解,年輕的哪吒汽車沒有太多精力對此去做系統(tǒng)性傳播。
不過,從去年底發(fā)布的山海純電平臺,到此次天工電池的分享,都可以看作是哪吒汽車對技術(shù)品牌傳播的努力與補(bǔ)強(qiáng)。
當(dāng)然,傳播更多是對實力的錦上添花,就哪吒汽車的三電技術(shù)底蘊,以及此次系統(tǒng)性總結(jié)來看,天工電池的深厚實力毋庸置疑,所以這樣一個電池品牌的推出,目前是非常有必要,且亟需的。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:電動勢
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