剛剛過(guò)去的10月,新能源汽車(chē)行業(yè)的精彩不止于新車(chē),與動(dòng)力電池相關(guān)的系統(tǒng)解決方案成為新熱點(diǎn)。孚能科技的SPS“大軟包”技術(shù)入圍多項(xiàng)行業(yè)評(píng)獎(jiǎng);后有上汽飛凡汽車(chē)攜手捷能智電發(fā)布“車(chē)電分離”,其核心就是今年新發(fā)布的上汽“魔方”電池;還有全新上市的極氪 009 ,成為搭載“麒麟”電池的全球量產(chǎn)首發(fā)車(chē)型。值得注意的是,這幾款技術(shù)方案都具備某些相似的特征:它們不再是傳統(tǒng)的從電芯到模組的簡(jiǎn)單組合,它們是更具“靈活性”的系統(tǒng),因此將它們并列對(duì)比也更具價(jià)值。
(圖片:9月引起關(guān)注的三種電池系統(tǒng)技術(shù)方案)
續(xù)航里程之爭(zhēng),能量密度高者贏
對(duì)消費(fèi)者而言,新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程至關(guān)重要,而更遠(yuǎn)的續(xù)航里程需要電池系統(tǒng)提供更高的能量密度。提升電池系統(tǒng)的能量密度通常有兩種方式,一是通過(guò)改善材質(zhì)提升電芯的化學(xué)體系表現(xiàn),另一是提升模組的集成度。當(dāng)然成年人的選擇是“全都要”,上述三種技術(shù)方案也都體現(xiàn)了這一點(diǎn),并實(shí)現(xiàn)對(duì)行業(yè)標(biāo)桿特斯拉的超越。
(圖表:三種電池技術(shù)方案與特斯拉在質(zhì)量能量密度和體積成組效率上的比較)
在電芯化學(xué)體系方面,三種技術(shù)方案都體現(xiàn)了高兼容度,可以適用從高鎳三元到低鎳富鋰錳、磷酸鐵鋰、甚至鈉離子等多種材料體系,這使得汽車(chē)廠商可以在一套方案中滿(mǎn)足成本和性能的不同取向。當(dāng)然,孚能科技作為行業(yè)內(nèi)軟包動(dòng)力電池的領(lǐng)導(dǎo)者,其獨(dú)有的半固態(tài)電池技術(shù)擁有最高達(dá)到330Wh/kg的能量密度,寧德時(shí)代23年即將投產(chǎn)的高鎳三元電芯能量密度可達(dá)到300Wh/kg左右,而上汽集團(tuán)并非專(zhuān)業(yè)電池廠商,當(dāng)前市場(chǎng)采購(gòu)的高鎳三元電芯能量密度應(yīng)該在250Wh/Kg左右。
在模組技術(shù)方面,三種技術(shù)方案均采用了“CTP”技術(shù)。其中孚能科技SPS方案采用液冷板與底盤(pán)一體化設(shè)計(jì),半固態(tài)大軟包電芯直接集成于底盤(pán)系統(tǒng),使系統(tǒng)零部件減少50%,打破了軟包電池在系統(tǒng)集成度上的傳統(tǒng)劣勢(shì);上汽的“魔方”電池最大的亮點(diǎn)在于躺式電芯,以及CTP、高電壓、超薄基材等技術(shù),也實(shí)現(xiàn)了成組效率上的極大突破;而寧德時(shí)代“麒麟”電池通過(guò)取消橫縱梁、水冷板、隔熱墊原本各自獨(dú)立的設(shè)計(jì),集成為多功能彈性?shī)A層,也實(shí)現(xiàn)了超出預(yù)期的模組集成度。
小結(jié):通過(guò)雙管齊下,三種技術(shù)方案都實(shí)現(xiàn)了電池系統(tǒng)能量密度的極大提升,尤其是依托電芯化學(xué)體系方面的優(yōu)勢(shì),孚能科技和寧德時(shí)代都可以為汽車(chē)廠商實(shí)現(xiàn)超過(guò)1000KM以上的續(xù)航里程。
通用化之爭(zhēng),可調(diào)高度適應(yīng)多種平臺(tái)者勝
如果僅僅是續(xù)航里程的提升,并不足以讓我們對(duì)三種技術(shù)如此重視。事實(shí)上,新技術(shù)方案能夠支持從A級(jí)到C級(jí),支持轎車(chē)、SUV和MPV等多種平臺(tái)的適應(yīng)性,才是它們與此前技術(shù)的最大區(qū)別。必須看到,主流汽車(chē)廠商的電氣化進(jìn)程正進(jìn)入“架構(gòu)造車(chē)”的新時(shí)代。從過(guò)去的“油改電”,到專(zhuān)用電車(chē)平臺(tái)的“平臺(tái)造車(chē)”,再到適應(yīng)多個(gè)級(jí)別多種車(chē)型的“架構(gòu)造車(chē)”,這一趨勢(shì)也促使電池技術(shù)方案發(fā)生改變。
(圖片:從MQB/J1,到MEB/PPE,再到SSP,大眾的平臺(tái)電氣化已走過(guò)三代)
以孚能科技的SPS“大軟包”方案為例,其臥式布局和疊片技術(shù),可以靈活調(diào)節(jié)電池系統(tǒng)的底盤(pán)高度,即同款底盤(pán)、一款電芯就可以適配全系乘用車(chē)。具體來(lái)看,大軟包電芯厚度僅有14mm-20mm,可以通過(guò)不同的疊加方案實(shí)現(xiàn)不同的電芯厚度,而電芯厚度的變化讓SPS的底盤(pán)高度可以在85mm-145mm之間靈活調(diào)節(jié),搭載不同能量密度的大軟包電芯讓電池系統(tǒng)可擁有從80kWh-150kWh的不同容量,滿(mǎn)足從性能轎跑到城市皮卡的電動(dòng)化需求。
(圖片:孚能科技SPS技術(shù)方案可滿(mǎn)足從轎跑到SUV的不同需求)
上汽的“魔方”電池也是類(lèi)似的表現(xiàn):其電池包的長(zhǎng)度和寬度是固定的——1690mm*1300mm;而高度有三種:分別為110mm、125mm和137mm。不同的厚度適用于不同的車(chē)型定位,現(xiàn)有新能源轎車(chē)經(jīng)常出現(xiàn)的底盤(pán)過(guò)高導(dǎo)致乘員艙高度不足的問(wèn)題將得到極大的緩解。而麒麟電池目前還無(wú)法做到這一點(diǎn)。
小結(jié):無(wú)論是上汽或大眾,都在強(qiáng)調(diào)電池系統(tǒng)提供統(tǒng)一底盤(pán)中的多個(gè)高度規(guī)格,以適用于多個(gè)平臺(tái)及多種車(chē)型,而這一“架構(gòu)造車(chē)”的理念正被越來(lái)越多的車(chē)企所采用。而孚能科技的SPS技術(shù)方案無(wú)疑在一眾電池企業(yè)中顯得尤為超前,更適應(yīng)未來(lái)的通用化趨勢(shì)。
安全及熱管理,電池廠和汽車(chē)廠各擅其場(chǎng)
在新的電池技術(shù)方案提升能量密度和通用化的同時(shí),實(shí)現(xiàn)更好的熱管理及安全性依然是所有人的不懈追求。在三種技術(shù)方案中,SPS及“麒麟”電池,與“魔方”電池在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出了更多的差異性,而這也是由電池廠和汽車(chē)廠對(duì)安全的不同理解與關(guān)注所決定的。
(圖片:通過(guò)改變散熱結(jié)構(gòu),SPS和“麒麟”賦予電池更強(qiáng)的散熱效率,適應(yīng)更高的充能效率)
孚能科技的SPS方案中,液冷板和導(dǎo)熱片的復(fù)合使用,給大軟包電芯提供了“雙面液冷,三面?zhèn)鳠帷钡母咝峤粨Q,電池系統(tǒng)的散熱效率提升4倍,加上精準(zhǔn)的控溫AI-BMS,電池系統(tǒng)循環(huán)壽命超過(guò)3000次。麒麟電池通過(guò)全新的多功能彈性?shī)A層,以及重新設(shè)計(jì)置于側(cè)面而非頂部的水冷系統(tǒng),從而使換熱面積擴(kuò)大4倍,電芯控溫時(shí)間縮短至原來(lái)的一半??梢钥吹?,擴(kuò)大散熱面積,滿(mǎn)足3C甚至4C的高壓充電是這兩種技術(shù)方案的主要訴求。
而上汽的“魔方”電池,則更強(qiáng)調(diào)避免產(chǎn)生熱失控的“骨牌”效應(yīng)。躺式電芯結(jié)構(gòu)下電池與電池間更小的接觸面積,再配合7*24h遠(yuǎn)程監(jiān)控體系、提前散熱系統(tǒng)、氣凝膠阻燃材料、自動(dòng)泄壓防爆閥等設(shè)計(jì)。這也體現(xiàn)了車(chē)企更加“系統(tǒng)化”的安全思路,通過(guò)撞不著、不失控、不連鎖,來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的安全保證。
小結(jié):三種技術(shù)方案都能很好的滿(mǎn)足熱管理及安全,也都能通過(guò)針刺、擠壓等各類(lèi)國(guó)標(biāo)安全測(cè)試。但必須看到一點(diǎn),少電解液甚至無(wú)電解液的半固態(tài)及固態(tài)電池將改寫(xiě)動(dòng)力電池的安全性,而孚能科技是目前國(guó)內(nèi)率先推出半固態(tài)電池的企業(yè)。
寫(xiě)在最后:一切制造的核心都是成本管理
盡管通過(guò)紙面上的數(shù)據(jù),我們可以比較和討論各種技術(shù)方案的優(yōu)劣性,但在現(xiàn)代制造業(yè)中,成本是另一個(gè)不容忽視甚至更重要的話(huà)題。在今年8月的世界動(dòng)力電池大會(huì)上,我們看到了眾多車(chē)企對(duì)于自身在為電池廠打工的抱怨,也看到電池廠關(guān)于自身因?yàn)樵牧仙蠞q并未賺錢(qián)的辯解。在今年10月中,一些車(chē)企開(kāi)始積極自建電池產(chǎn)能,打破對(duì)電池廠的絕對(duì)依賴(lài)。但毫無(wú)疑問(wèn),追求更好的生產(chǎn)成本是新能源汽車(chē)進(jìn)一步發(fā)展的必然之路,特斯拉通過(guò)圓柱電池、CTC和一體化壓鑄技術(shù)為行業(yè)樹(shù)立了一個(gè)很好的典范,而孚能科技的SPS的大軟包墊片技術(shù),可能是另一種成本上的優(yōu)解,而這一點(diǎn)有待更多的車(chē)企來(lái)驗(yàn)證。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:程雯
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