比亚迪“刀片电池”通过结构创新,在成组时可以跳过“模组”,大幅提高了体积利用率,达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统的有模组电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,续航里程已经达到了高能量三元锂电池的同等水平。在大幅提升系统质量能量密度以及体积能量密度的同时,由于去掉了“模组”这一层中间结构,使得电池系统的复杂度大幅下降,由此也带来了更高的产品稳定性和更低的故障率,给消费者带来了兼具高安全以及高质量的新能源汽车。刀片电池整体来看给人一种非常轻薄、却在有限空间里塞满了电芯的印象。杨浦区磷酸铁锂刀片电池系统拆解
电动车的安全很大程度上取决于电池的安全。电动车在遭遇碰撞、电池短路或尖锐物体穿刺等情况时,容易诱发电池的热失控,继而出现车辆起火等安全事故。“针刺穿透测试”是行业内公认的对电池电芯安全性较 为严苛的检测手段,可以模拟电池贯穿极度危险情况下的整车安全。在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃并开始剧烈燃烧;传统磷酸铁锂块状电池无明火、有烟,表面温度达到200℃~400℃;“刀片电池”在穿透后无明火、无烟,电池表面温度只有30℃-60℃左右。青浦区搭载刀片电池结构特点比亚迪还宣称刀片电池将把自燃从新能源汽车的字典里彻底抹掉。
在网上整理和浏览资料的时候,发现一个刀片电池系统的拆解,是对一些比较有趣的部分整理。当然,我个人比较感兴趣的部分是电子电气部分,现在先分享这部分的内容,后续会就结构和冷却部分再逐一分解,随后有机会整理一些专业机构对刀片电池的测试分析,做一些摘录。比亚迪做的50kwh+低电量的电池系统,右边是70+kwh的上下叠层双排电池系统。有一个共同的特征,就是比亚迪的电池需要一根比较长的母排接回来。在结构化的设计中,从电气角度中间需要连接整块电池的两端,所以我们能看到两根很宽的正极和负极的母排连接一体化电池的带电两端到BDU配电盒,而这个BDU配电盒,是有点像我们通常见到的PHEV的接口设计,尽可能复用中间排气管道的凸出的设计。
近年来电动车安全事故频发,绝大部分是由于电池起火造成的。为了提升续航里程,如今的车企大多采用镍成分比例较高的三元锂电池,“622”型号如今已经十分常见,甚至“811”也已经在量产车型中搭载,也就是说维持电池稳定性的钴锰成分只占到20%,在续航里程提高的同时,电池安全性却成了一大隐患。相比之下,磷酸铁锂电池在这方面要更可靠。“奇怪”的电芯形状并非源于设计人员的“恶趣味”,超长超薄的电芯极大提升pack效率,能有效增加电池包的能量密度。据国家知识产权局的数据显示,“刀片电池”将电池包体积比能量密度从251Wh/L提升至332Wh/L。另一方面,据工信部信息显示,即将搭载“刀片电池”的比亚迪汉EV能量密度为140Wh/kg,可见新技术确实带来了能量密度方面的实质性提升。“刀片电池”在穿透后无明火、无烟,电池表面温度只有30℃-60℃左右。
比亚迪不止一次地宣传过自家的“刀片电池”,此前比亚迪高层透露,在“刀片电池”方面,比亚迪拥有300多项专项技术,比亚迪总裁也亲自上阵,披露自家的“刀片电池”将在3月量产。可以说“刀片电池”自诞生之日起,就牵动了车市、股市、动力电池行业等多方的神经,那么这个“突然出现”的神奇电池究竟是何方神圣?首先要说明的是,“刀片电池”是个新概念,也可以称之为新技术,但并非是严格意义上的新动力电池,其实我更希望用它之前的“曾用名”来称呼它。刀片电池不但能明显地提高安全性,还能提高电池的循环等综合性能。上海搭载刀片电池定制
刀片电池克服了磷酸铁锂材料天生能量密度低的劣势。杨浦区磷酸铁锂刀片电池系统拆解
不难理解,影响空间利用率的主要因素是模组和梁。因此,去掉模组和梁就能解决问题。沿着这个思路,比亚迪的工程师们创新性地想到:电芯本身是否既作为发电能量体又作为承重结构件?于是,刀片形状电芯的想法诞生了!电池包内的空间利用率越高,体积比能量密度就越大。刀片电池方案使得电池包的空间利用率达到60%以上,较之前提升了50%。这就相当于原来跑400公里的车,现在可以跑600公里。因此,比亚迪的旗舰车型汉EV,在拥有出色空间设计的同时,NEDC综合续航里程达到了605KM。杨浦区磷酸铁锂刀片电池系统拆解
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