在軟包電池的迭代上,過往LG能源兩次的召回帶來的影響特別大,尤其是在全球導入EVS-GTR的要求,都有5分鐘預警的要求。對于電池熱失控,目前圓柱電池和方殼電池都是朝著No Propogation(NP)的目標來做的,因此我們看到目前全球的方案主要分為幾類:
●軟刀:這個其實類似比亞迪那種,多個電芯串聯(lián)轉入殼體。這個其實也有變種,類似做一個非金屬的殼體支架,來做這種成組設計。
●短刀和長刀:給電芯裹上絕緣膜以后裝入方殼電池,然后按照雙端出的辦法來做。
●大模組或者Module In Pack的概念:把水冷板集成到模組里面,做2-4個超大模組,這樣也能實現比較高的成組率。
●SPS:這次孚能發(fā)布的設計,我們重點來看下。
我是覺得下一步全球做電池方案,短刀和長刀方案成為主流的設計,孚能這個到底行不行我們仔細來看看。
Part 1
成組方案
這個全新動力電池解決方案叫SPS(Super Pouch Solution),大軟包電芯、大軟包電池系統(tǒng)、大軟包電池制造,我覺得這三個能串起來,回收這個我是沒看到串起來的特性。
這個設計原理,有點像上汽的魔方電池,由于大軟包電芯比較薄,所以臥式布置設計的孚能科技SPS,這里確實更容易調配一些。按照孚能的說法,可以使電池系統(tǒng)部件減少50%,材料成本降低33%,提升體積利用率到75%。
這種設計,是給軟包電芯做個殼體,然后讓他們堆疊在一起。高效液冷板和導熱片的復合使用給大軟包電芯提供了“雙面液冷,三面?zhèn)鳠?rdquo;的高效熱交換,電池系統(tǒng)的散熱效率提升4倍。這個和之前AESC的差異,最主要是說,大軟包電芯形成6面防護,配以高效排氣通道的設計和熱交換能力,SPS大軟包電池系統(tǒng)配置8系或更高鎳含量的電芯,單體電芯的熱失控不擴散(NO TP),這個我理解是一顆掛了以后,一個堆疊的模組燒起來,但是整體不燒,和魔方電池是一摸一樣的。
Part 2
電芯和成組的兼容性
在這里,電芯的設計改變主要是通過全極耳、多極耳大軟包動力電芯,因此可以通過Tab的輸出來做一些特殊的處理,在Tab這邊降低一些鏈接阻抗。電芯的設計方向:
●一種是具備從2.4C到5C甚至更高的充放電倍率(2.4C、3C和4C三種倍率快充電芯,對應帶電量150kWh、100kWh和75kWh)。
●另一種是應用半固態(tài)電解質,降低液態(tài)電解液的用量,提升電芯的本征安全,做高能量密度電芯。
所以這種做法,是在以上的NP設計中,去對材料體系的高度兼容,覆蓋高鎳三元到低鎳富鋰錳、磷酸錳鐵鋰、鈉離子等材料體系。
鈉離子電池、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等計劃在2023年推出第一代產品,目標是到2030年將鈉離子220Wh/kg,磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰的能量密度形成從200Wh/kg到240Wh/kg的產品覆蓋。
低鎳方面,在2024年推出250Wh/kg的低鎳富錳體系產品, 2030年290Wh/kg。
備注:這里能把高鎳做好了就挺好的。
當然半固態(tài)大軟包電芯直接集成于系統(tǒng)底盤,這種方式我是沒看懂,不過我的理解就是一個個塊堆起來,整個方式是不變的。
反正好處是換電芯和換堆疊高度(調節(jié)臥式布置的大軟包電芯厚度,靈活調節(jié)電池系統(tǒng)的底盤高度),來兼容SUV和轎車(85mm到145mm)。這個在方殼設計的魔方電池上面,也做過嘗試,但是方殼兼容來做不同厚度就是不同電芯,疊片會更容易點。
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