简析蔚来100kWh电池包设计
上个月在一次培训中有机会和一些学员探讨了蔚来100kWh的电池包,这里简单聊下它的设计和一些个人想法。
这个包的设计本身没有想象中的那么神秘,基本可以看作是MEB+宁德CTP(第一代)技术的集合体,它很好地展示了宁德时代具备一个优势,一种融合多种技术的创新能力。
下图是100kWh电池包的模组布置图示,共计12个模组,左右各6个,从M1-M12,模组采用绑带式,类似于北汽EU5的方式,图中可以看出模组是没有侧板的。整个包的排布非常紧凑,由于模组采用两端输出极的方式,让在空间上较MEB更难去争取。对于蔚来来说,它还需要能够去兼容之前版本电池包、车型的换电通用性要求,也就是说它的对外结构和接口基本是不变的。
每个模组8个电芯,由此我们可以推知电芯的大概容量为281Ah(按3.7V电压平台计),进而可以推知电芯的比能大约为245Wh/kg。电芯之间有黑色的隔垫,这是个相对成熟的方案,作用之一是应对电芯的膨胀。电芯之间应该还有胶粘连接。
液冷板采用了集成式热管理的方案,采用一整块冷板,平铺在电芯的底部,即位于电芯与底护板之间,如下图所示,左侧图是冷板下表面,右侧图为冷板揭开后与模组的底部;这个设计与比亚迪汉电池包有异曲同工之处,刀片电池CTP的水冷板也是一整块,布置在顶部,即电芯和上盖之间。从目前几款代表性车型的设计,包括标准模组、CTP和CTC的方案来看,这种一体式的整块水冷板集成热管理很可能会是未来一个主流设计。
由于目前的PACK系统设计总体的思路也都较为趋同了,哪一种方案都已经有产品应用,所以这个100kWh的包并没有太大的革新性。但如前文所说,在既有的约束条件下,能将产品再推向一个新高度,这需要有很强的融合能力,尤其还需要应对不同客户的多样要求。宁德时代可以充分利用自己在这方面的优势,它同时在为不同企业提供不同技术路线的产品,当这些技术融合到一家企业身上时,它就非常容易进行二次的迭代创新。从这个角度来看,宁德在产品和技术的宽度、张力方面,比LG、松下或三星有相当大的领先。
不过,由于没有进行实物的拆析,并没有了解到宣称的“无热蔓延安全设计”的方案,用于阻燃隔热的云母应该是有的;“高度集成化的CTP”这个点也肯定没有刀片电池的CTP集成度高;全球范围内拥有的300多项专利这个,我查阅了蔚来(1918条)和宁德(6217条)的绝大部分专利,没有看到直接相关的,有两个原因:一是国内企业在申请专利时,和实际的产品往往没有很强的一致性;二是所涉及到的技术分散到多个技术专利中去了。
宁德的无热蔓延安全设计这个是非常值得去深究的,这里有一个动向可以供大家去参考,在过去的两个月内,以Robin(曾总)、吴凯等,以及多位结构、热设计、BMS设计的核心技术人员的名义,集中释放了一批专利,是一种双排电芯绑带式模组(宁德CTP)方案,其中一个如下所示,设计有消防通道(内含消防介质),在电芯喷发时,会释放出来对电芯进行降温灭火。
LG也有类似的双排技术专利布局,宁德和LG的这种双排电芯的模组可能是下一个技术点,我们后续再分别探讨。
蔚来汽车在电池领域的迭代由于需要依靠宁德时代这样的电芯企业,所以它本身是没有很强的能力去推动革新性产品的出现,需要快速采用这种融合式创新的产品,以取得微弱的领先优势。
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