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如何看待國(guó)內(nèi)的圓柱電池—嵐圖的琥珀

汽車電子設(shè)計(jì) ? 來源:汽車電子設(shè)計(jì) ? 作者: 朱玉龍 ? 2021-10-15 11:19 ? 次閱讀

寫完特斯拉的4680,我想一起說說國(guó)內(nèi)真正的圓柱電池,做這塊的一家是華霆?jiǎng)恿o相關(guān)廠家的方案,還有一家就是嵐圖汽車做的琥珀電池。今天我大致做一些盤點(diǎn)。

一、國(guó)內(nèi)鐵鋰的快速上量

從2020年下半年開始,電動(dòng)汽車在中國(guó)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入私人購(gòu)買占大多數(shù)的階段,消費(fèi)者對(duì)于車輛的需求是里程要高,快充速度要快,電池要安全。電池線路之爭(zhēng),磷酸鐵鋰電池因?yàn)閴勖L(zhǎng)、成本更低,在中低續(xù)航車型中得到廣泛的應(yīng)用;而三元鋰電池因?yàn)槟芰棵芏雀摺⒄囯姾牡?,主要在中高續(xù)航車型中應(yīng)用。

從目前的狀態(tài)來看線路之爭(zhēng)還在僵持。從2021年的數(shù)據(jù)來看,目前在總的盤面,磷酸鐵鋰的產(chǎn)量在3月份首次超過了三元電池的產(chǎn)量;而磷酸鐵鋰的電池的裝機(jī)量也在7月首次超過了三元的裝機(jī)量,并且在8月逐步和三元電池拉開了差距。應(yīng)該能看到,當(dāng)前磷酸鐵鋰的電池的便宜和安全特性,在其能量密度提升以后,以高性價(jià)比在A00、A0和A級(jí)車上取得了有效突破。

在中國(guó)主流的電池企業(yè)推動(dòng)下,高性價(jià)比電池直接與磷酸鐵鋰劃了等號(hào),磷酸鐵鋰從產(chǎn)業(yè)的角度來看,最大的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于金屬約束少,目前電芯質(zhì)量能量密度介于180-200Wh/kg之間(體積能量密度350Wh/L-450Wh/L)。

從2017年開始,由于補(bǔ)貼政策的壓制,在乘用車上的三元電池的獨(dú)占性受到了極大的挑戰(zhàn)。目前中鎳電芯240Wh/kg的能量密度沒有拉開與磷酸鐵鋰電池的差距,而高鎳電芯的應(yīng)用受到了限制,經(jīng)過幾年的起火事件增多,電池安全已成為消費(fèi)者購(gòu)買電動(dòng)車考慮的重要因素。安全主要體現(xiàn)在電池技術(shù)上,“不起火”則是電池安全最重要、同樣也是最難的問題。三元電池的發(fā)展方向能帶來更多的續(xù)航里程,但如何解決三元電池的安全問題?

業(yè)內(nèi)的設(shè)計(jì)方案有蔚來的不起火電池、廣汽的彈夾電池、長(zhǎng)城的大禹電池和吉利的SEA平臺(tái)電池。前段時(shí)間嵐圖汽車發(fā)布了琥珀、云母電池系統(tǒng)。

二、琥珀、云母電池系統(tǒng)

(1)琥珀電池

根據(jù)官方的說法,“琥珀” 電池系統(tǒng)三維隔熱墻技術(shù)是在電池包內(nèi)填充特殊的有機(jī)硅復(fù)合材料,結(jié)合有機(jī)硅聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑,形成高效的隔熱阻燃絕緣層,使得每個(gè)電芯單元像“琥珀”一樣處于充分包裹中。

說人話,就是按照之前嵐圖汽車發(fā)布的材料,模組的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),是使用高能量密度的三元電池,然后按照一定的空間進(jìn)行隔離,然后通過填充隔熱材料來充分把電芯熱失控條件下的熱量隔開。在熱失控傳播條件下,這種材料阻隔單個(gè)5Ah以上(NCA+硅碳,能量密度應(yīng)該比較高)電芯散發(fā)出來的能量,但是在快充過程中電芯的發(fā)熱,也會(huì)被阻隔。在下面的示意圖中,我們沒看到模組內(nèi)的冷卻結(jié)構(gòu)。

可以說,嵐圖汽車是國(guó)內(nèi)所有的主流車企里面第一個(gè)選擇圓柱電池的。隨著將來21700升級(jí)到4680,嵐圖的21700琥珀電池可以升級(jí)成4680大琥珀電池,而整體的設(shè)計(jì)可以幾乎不變。

在琥珀的方案里面,最主要還是靠模組設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)熱失控的,在特斯拉的百萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)汽車?yán)锩娴玫搅顺浞值淖C明。我相信圓柱這條技術(shù)路線在中國(guó)也只是少有人走而已。

嵐圖FREE純電版車型上是使用了這款圓柱琥珀電池,也是使用了三星SDI提供的NCA高鎳8系電芯,這也是國(guó)內(nèi)純電動(dòng)BEV里面為數(shù)不太多的差異化選擇。

(2)云母電池

云母電池系統(tǒng)應(yīng)用于嵐圖FREE增程版車型中?!霸颇浮?的叫法,指的是在方殼電芯之間加入了層狀A(yù)l-Si云母和氣凝膠。

這個(gè)做法其實(shí)比較通用,如下圖所示:

4f1b5c10-2c0f-11ec-82a8-dac502259ad0.png

圖 大家比的無(wú)非是這個(gè)氣凝膠的厚度和隔熱的效果

我個(gè)人覺得,其實(shí)三元是需要和快充結(jié)合在一起的,隨著高端電動(dòng)汽車對(duì)續(xù)航里程和快充速度兩個(gè)要求同時(shí)增加,三元做快充電池其實(shí)比磷酸鐵鋰做快充電池要更合適一些。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,高端電動(dòng)汽車的打法是減少電池的重量和提高電池快充的速度,有了安全性做保證才能充分挖掘快充電流的邊界。

小結(jié):嵐圖汽車在純電動(dòng)汽車?yán)锩孢x擇了圓柱作為戰(zhàn)略方向,我覺得還是很有意思的,后面跟隨4680 的升級(jí)路線還是可以有效的做出差異性。在增程里面做了熱失控防護(hù)推出了云母電池,也是很有意思的設(shè)計(jì),平常低能量密度的PHEV電池也不需要做這樣的防護(hù),但是往8系的PHEV電芯如果不做防護(hù)還是有一定的隱患的。

編輯:jq

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原文標(biāo)題:如何看待國(guó)內(nèi)的圓柱電池——嵐圖的琥珀?

文章出處:【微信號(hào):QCDZSJ,微信公眾號(hào):汽車電子設(shè)計(jì)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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