●30秒快速了解全文:
1.三電是電動車的核心,車好不好不僅要看參數(shù)的高低,還要搭配出最適合的方案
2.NCM523三元鋰電芯+6項系統(tǒng)性安全措施,使電池包兼顧長續(xù)航和高安全兩個矛盾的需求
3.什么是8層發(fā)卡式定子繞組技術,如何讓電機效率和功率爆表
4.挖潛400V電壓平臺,拿出360kW快充,5分鐘NEDC續(xù)航增加120km
●電池如何同時做到長續(xù)航和高安全?
在電芯層面,想讓電池包更安全其實并不難,選擇熱穩(wěn)定性更好但能量密度低的磷酸鐵鋰電池,就能在很大程度上降低電池失效后的風險。而想要實現(xiàn)長續(xù)航也很容易,堆滿能量密度高卻穩(wěn)定性較差的NCM811三元鋰電池(正極鎳鈷錳比例為81),也能滿足很多人的續(xù)航要求。但困難的是,如何同時實現(xiàn)高安全與長續(xù)航這兩個有些矛盾的要求。
為了補上低鎳方案造成的能量密度下降,Ni55+電芯將單體最高工作電壓從常見的4.2V提高到了4.35V。這相當于通過增加水杯的高度,來讓它有更大的容量,使電芯的能量密度達到了250Wh/kg。而在電池包層面,極氪使用了“高集成去模組技術”,也就是目前主流的CTP技術(Cell To Pack,省去模組直接由電芯組成電池包),盡可能的提升電池包的空間利用率。
在電池包的安全設計上,多管齊下的系統(tǒng)性方案是提升三元鋰電池安全的“良方”。在這一思路下,國內車企已經推出了彈匣電池、蜂窩電池等電池安全技術,極氪001使用的無蔓延不起火技術也屬于這一類方案。
在條件較為極端的針刺試驗中(針刺試驗是通過鋼針刺穿隔膜人為引起正負極短路,模擬電池遭受導電異物刺穿而引起的短路現(xiàn)象,從而驗證動力電池的安全性)極氪001的電池包不僅可以憑借實時防控及時發(fā)出警報,在多層隔熱、無障礙排熱、主動冷卻設計的幫助下,短路電池釋放出的巨大熱量也能得到即時的控制,不會引發(fā)周圍其他電芯進一步的熱失控。PSS熔斷器還能迅速切斷高壓回路,讓電池包外殼不帶電,防止造成二次傷害。
總的來說,極氪001沒有為極致的續(xù)航先選擇NCM811電芯再補安全的天坑,也沒有為極致的安全使用磷酸鐵鋰電池后絞盡腦汁提升續(xù)航的短板,而是圍繞短板更少的NCM532三元鋰材料Ni55+電芯,嘗試以系統(tǒng)的方案來兼顧電池包的容量和安全性,這樣的設計思路表現(xiàn)在最終的產品力上也更加均衡和有性價比。
●電機如何實現(xiàn)又小又給力?
想要評價一款電機產品的好壞,扭矩、功率、效率這些基礎參數(shù)都是需要比較的項目,但提升這些參數(shù)的難度卻是有很大差異的。比如扭矩想要做的漂亮并不難,原理跟自然吸氣發(fā)動機從2.0L擴大到6.0L很類似,把電機加長就能實現(xiàn)。而想要功率大一些、體積再緊湊一些,難度就相應提高了,需要從繞組上下功夫,這涉及到復雜的電磁學知識。三者中最困難的也是需要付出更多成本的,是研究如何提高電機的效率,尤其是提高全工況下的效率。
同時,扁線的使用可以讓銅線之間的間隙變少,增加相互之間的接觸面積,方便銅線上的熱量向外界傳導。而扁線繞組還可以采用較扁平的匯流焊接方式,能減小無法與定子鐵芯接觸的銅線長度,同樣有利于銅線向定子鐵芯傳熱。這可以使扁銅線電機具備更好的散熱性能,讓你可以持續(xù)保持高速行駛,或者在連續(xù)的行駛中擁有更強大的再加速能力。
但除了這些好處之外,扁銅線電機也有自身的一些缺點。首先就是加工的難度更大,尤其是絕緣涂層在扁線加工過程中容易產生損壞,導致良品率偏低。而在設計中,銅線也并非越粗越好,交變的電流會集中在導體的“皮膚”上(趨膚效應),反而會導致電機在高頻率、大電流工況下電阻的增加,使高速工況的效率不如圓線電機。
隨著繞組層數(shù)的增加,還能在一定程度上提高電機的最大功率,使極氪001(參數(shù)|詢價)的這臺電機可以在尺寸上更極致,6.05kW/kg的功率密度配合200kW的最大功率、384N·m的最大扭矩,足以稱得上是又小又強大。
●充電如何實現(xiàn)速度與兼容性的結合?
想要提高充電速度,首先要看電池能不能實現(xiàn)快速的充放電。極氪001選用了充電倍率達到2.2C的電芯(充電倍率是充電快慢的一種量度,它在數(shù)值上等于充電電流與電池額定容量的比值),同時在充電過程中,云端BMS系統(tǒng)還會對充電過程中電芯的溫度分布、電壓變化、母線電流進行全程監(jiān)測,確保充電不過流不過溫,保障充電又快又安全。
對比同樣400V電壓下,特斯拉最新的V3超充樁240kW的最大功率、24mm的線纜直徑,極氪還是有一定優(yōu)勢的,性能上與保時捷800V電壓下最大功率350kW的超充樁在一個量級。當然,想要享受到充電5分鐘NEDC續(xù)航增加120km的充電速度,極氪還需要加快極充中心、極充站等補能網絡的建設,按照極氪目前的規(guī)劃,到2023年底目標建成不同功率等級的2200個充電站,包含極充中心、極充站、超充站和輕充站,為用戶充電提供便利。
簡單來說,800V是未來,但現(xiàn)在是現(xiàn)在。從400V到800V要改變的不僅僅是個數(shù)字這么容易,動力電池、電氣系統(tǒng)、空調系統(tǒng)等都要能夠耐受更高的電壓,需要耐壓設計、功率元器件跟得上方案的腳步,落地的成本也是車企不得不考慮的問題。進一步挖掘400V電壓平臺的潛力,無疑是現(xiàn)階段更實惠、性價比更高的選擇,對于大規(guī)模量產的壓力也更小。
而且,我國已建充電樁還是以500V和750V為主,400V電壓平臺的電動車可以實現(xiàn)到哪都能“吃飽”,而能滿足800V電壓平臺全功率充電的1000V充電樁目前還處于初期階段,需要一定的時間才能形成較為完善的布局。硬上800V的結果在短期來看,并不會在充電體驗上帶來質的改變。畢竟,充電5分鐘NEDC續(xù)航增加120km,30分鐘SOC從10%充電到80%的充電速度,已經很“恐怖”了。
編輯點評:
無論是制造一輛車,還是設計一個系統(tǒng),想要拿出一款卓越的產品,從來就不是把“最好的”堆在一起的簡單工作,而是要在不同的甚至矛盾的需求中進行平衡,綜合考量后找到“最適合的”組合方案。追求極致不等于鉆進某一項技術的牛角尖里,而是要讓整輛車的體驗更加完美。從523三元鋰電芯、400V電壓平臺的使用上,我們能夠看到極氪對當下技術的理解和硬件的整合能力,這樣的硬實力才讓極氪001同時兼具了性能與性價比這兩大購車要素。
審核編輯 :李倩
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原文標題:極氪001三電技術解析
文章出處:【微信號:EDC電驅未來,微信公眾號:EDC電驅未來】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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