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分析PACK輕量化路線之電芯選擇

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1291次  |  2020年07月27日  

隨著動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定,推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,市場對(duì)動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的比能量要求也是越來越高,輕量化在動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的應(yīng)用也是迫在眉睫。在電池包的輕量化設(shè)計(jì)中,可以從兩個(gè)方向:一個(gè)是系統(tǒng)層面;另一個(gè)是詳細(xì)設(shè)計(jì)層面。


PACK的輕量化設(shè)計(jì),不管是跟朋友聊天,還是類似的文章,都集中在某一塊,不是新材料的應(yīng)用就是新的成組方式。而動(dòng)力鋰電池PACK是一個(gè)高度集成、精細(xì)化、高安全的車用儲(chǔ)能系統(tǒng),一個(gè)技術(shù)方面的難題,我們也應(yīng)該系統(tǒng)、全面的來剖析。


在剖析之前,先講兩個(gè)故事:


故事一:某某家的電芯比能量只有138Wh/kg左右,PACK的比能量就能做到116Wh/kg以上,為啥現(xiàn)在電芯都150Wh/kg多了,你才做到100Wh/kg多一點(diǎn)呢?


故事二:某國產(chǎn)車跟合資車在做對(duì)標(biāo)分析,把每個(gè)零件都參數(shù)和性能都列舉出來,發(fā)現(xiàn)每個(gè)零件都比合資車要好,但是整車性能比較同級(jí)別的合資車要差一些;


從上面兩個(gè)故事,我們都能發(fā)現(xiàn),產(chǎn)品單一亮點(diǎn),不代表產(chǎn)品的整體性能;PACK的輕量化也是相同,我們要的是整個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)輕量化,而不是某個(gè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)輕量化。


接著文章開頭的節(jié)奏,PACK的輕量化有兩個(gè)方向:系統(tǒng)層面和詳細(xì)設(shè)計(jì)層面。


我們先從系統(tǒng)層面的輕量化設(shè)計(jì)來剖析。系統(tǒng)層面的輕量化設(shè)計(jì),是一個(gè)定方向的設(shè)計(jì),只有前面的方向?qū)α?,后面才不?huì)走回頭路;在這個(gè)其中,電芯的選擇是一個(gè)很重要的方面,不同體系和尺寸的電芯,跟動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)都有一個(gè)匹配度的問題。


首先是系統(tǒng)參數(shù)的匹配:多一分太多、少一分不足,在滿足功能的前提下,沒有廠家會(huì)愿意多花冤枉錢;假定客戶要138.2KWh,這個(gè)電量剛好可以滿足某款大巴車250KM的需求,小于這個(gè)電量設(shè)計(jì)里程數(shù)不達(dá)標(biāo)(在比能量接近的情況下);而你給客戶配置150Kwh以上,多出的部分客戶是不愿意多花錢的。


其次是整體排布的匹配,直白一點(diǎn)可以理解為零部件的組合。以推薦尺寸的標(biāo)準(zhǔn)箱(1060*630*215~245mm)為例,標(biāo)準(zhǔn)箱的設(shè)計(jì),是以VDA尺寸電芯為參照的,VDA尺寸的電芯跟標(biāo)準(zhǔn)箱的匹配度應(yīng)該算是最優(yōu)的。電芯比能量達(dá)到138Wh/kg左右,PACK的比能量就可以做到>115Wh/kg,成組效率接近85%。


而使用非VDA尺寸電芯設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)箱體,即使電芯比能量有可能達(dá)到145Wh/kg,但電芯和標(biāo)準(zhǔn)箱的匹配度較差的情況下,PACK的比能量做到>115Wh/kg也是很困難。例如:某款電芯投影面積跟VDA尺寸相同,但高度尺寸相差很大,標(biāo)準(zhǔn)箱的高度優(yōu)勢發(fā)揮不出來,即使電芯比能量接近150Wh/kg,PACK的比能量做到115Wh/kg,也要花費(fèi)非常大的精力才能實(shí)現(xiàn)。


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