鉅大LARGE | 點擊量:1320次 | 2020年05月26日
LFP電芯尺寸優化路徑
【文/汽車電子設計朱玉龍】結合動力鋰電池裝機情況,從目前的電芯尺寸和容量數據來看,方殼電芯的工藝改進的速度還是很快的。
就磷酸鐵鋰而言,在72*173*200的厚度上,從2018年的240Ah進步到2019年的271Ah,再到今年逐步上量的302Ah。通過與一位友人交流,我們發現有一顆電芯的尺寸比較奇特,按照尺寸和潛在的成組方式,我們初步判斷這顆電芯是可能給特斯拉的,其尺寸為82mm*38mm353mm,容量未知。
備注:這個是我們根據電芯尺寸的猜測,倒騰舊電池的他并不清楚這個電芯是給誰用的
乘用車使用疑似產品的電芯尺寸
如下圖所示,這顆電池和目前看到的iX3的電芯是有一些共性的,和我們目前使用的148mm寬度的電芯有很大的差異,比MEB系列220mm的電芯、iX3的300mm都要寬不少。
為了進一步提高集成效率,這次CATL是把往上出極耳的方式改為了兩頭出,然后在兩頭各設置了一個泄壓閥。
圖1一顆疑似的電芯設計
這個電芯和iX3的300mm*90mm*27mm的120Ah的電芯,有一些相似性。具體的容量數據還沒有,按照實際情況,體積比iX3的大50%,容量在115-120Ah左右。
圖2iX3的電芯
在這個思路下,我也把目前能找到的大巴的電芯給找了一下。如下所示這顆目前能量密度最高的302Ah是從原有的規格240Ah一路進化下去的。
按照這個體積來算,比之前那顆,體積是2.2倍,換算一下我們之前看的長電芯容量137Ah。由于方殼厚+大尺寸電芯能充分利用空間,所以要再打85%-90%的折扣,估算下來是120Ah左右。
圖3302Ah的70*174*200mm尺寸
目前還有一款厚度為53mm的,從202Ah演化到228Ah的電芯,假如按照這個來折算如下所示,估算的結果確實和我們的計算相同。
圖4228Ah的尺寸為53*174*208mm
這幾款電芯的體積比較核算如下:
50kwh和78kwh成組構型
第二部分成組構型假如按照120Ah來測算,實際可能采用串聯的方式進行。假如按照50kwh來核算,那就要130顆電芯,此時額定電壓為416V,好像有一些偏高。可能實際的容量會有一定的調整,也可能電芯的能量密度做的比較高,容量能做到130Ah左右,使得電壓能夠降下來,這個事情的核心還是這個電芯的內部設計。
不過我們看到有幾個特點:
1、原有的模組的尺寸是1948*323*81和1860*323*81,假如按照這么考慮,肯定能放得下。
2、假如考慮快充和加熱特性,厚度要控制在一定的范圍,不能太厚。
3、這個LFP的泄壓閥設計的比較小,說明在LFP的設計條件下,這個電池熱失控的情況可能比較好。
我覺得很大的挑戰,是在這個電池包的尺寸里面。如何做78kwh的方法,這個可能要在三元或者做成更大的電芯才有可能,LFP的可能性目前還不明確。要把更多的LFP電芯裝進去真的比較難。
小結:今天刀片電池有個新聞公布會,其實比較比亞迪和寧德時代這兩款電芯的尺寸參數,一個更長,一個把厚度做成厚一些。我是覺得是不是比亞迪可以不做成那么長的(把電芯做成500mm),也把疊片電芯的厚度新增到27左右,整個工藝問題也不會特別困難。刀片的容量是138Ah,兩個電池的容量可能也具備一定的相似性。
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