楼主 如何看待哪吒S上新开发的天工电池?
发表于2022-06-08 09:47:49查看 1256回复3浏览 1256

昨天参加了哪吒汽车有关电池开发的Workshop,这个自主研发的“天工电池”的技术细节比较多。总体来看,“天工电池”是构建于我们熟悉的传统方壳电池,重点对电池结构安全设计、热管理系统、智能云端管理等方进行优化,在哪吒S车型上搭。由电池格成下降线被断,以哪吒也开始开发纯电版型(续航715km)和程版型(纯电续航300km),这也是对当下池成的自然反应。



哪吒汽车发的池系开发线主要分为代:

●VDA组:这个大都很楚,多说

●定大模组 CTP:这个和排的一样,目前方案围绕长条的组开的。们根据核算成组率位数75%,Pack能密度185Wh/kg,对应的芯能密度为246Wh/kg。

●下一2023年 CTP/CTC模式:目标量密要超210Wh/kg,集成效率85%,就是估算电芯能量密度247Wh/kg。



的理解从2022年,天工电池统的迭代主要进一做无组集成化来降低结构部件重量。

▲图1.哪吒的技术路线

Part 1

电池系统的设计



 如下图2所示,这是标准的C家主导的电芯设计的延伸。

▲图2.哪吒的电芯选择

定制的模组采用13个电芯为一个模组,然后中间有11片汽凝胶。为了结构的考虑,等于把原来的两个模组取消了一块端板,然后给整合起来。模组的两块侧板都在,并且采用了多面的绝缘设计防护。



从示意图来看,这个气凝胶为起到防护的效果,厚度不,并且每个芯都加了一片。

▲图3.定制的大模组

整包一共使用7个大模组,也就是7*13=91个电芯。为了保证整个电芯在热失控下的整包防护效果,采取了一整块的隔热片,来对复合材料的上盖进行保护。

▲图4.电池包的设计

下面是一整块完整的热绝缘防护,抗冲击的高温绝缘,这其实也是设计CTC方壳电池的难点,在Z向高度需要考虑上盖的防护——像246Wh/kg能量密度的三元电芯,能量又很大的时候,这个接近1kwh的电芯的热量释放是剧烈

▲图5.经典的方壳热设计

为了设计矮边沿的托盘,特意采用了复合材料的上盖,一方面是可以有效提升足够的边缘覆盖能力,另一方面也需要保证隔热材料能保护上盖在热失控的过程中免受伤害。

▲图6.复合材料的上盖

这是液冷布置的效果,采取了3大1小一共四块水冷板。



现在电池热管理系统,主要还是采用和系统打通的模式:



●前馈式的热管理:从前端的控制策略(驾驶工况),主要根据导航和整体需求,综合计算电池制冷和制热需求,通过驶的期来判断单次充电时间,计算进充电能耗。

●基于数据加热策略:基于地图里面大数据信息(从A到B),这个估计从座舱里面计算那少上坡,有少下坡,根据上下坡来分能耗。然后整车统里通过AB点距离,估算应该进加热等这样的行加热策略。

●加热时间管理:由电池了,其实启热管理的时只有5%,部分都是恒占到95%(热管理系不动作)。

●可预充保温功能:机APP算法在出之前,预加热和保来调节电池问题。

▲图7.电池热管理

Part 2

电池管理系统



其实电池管理系统的这部分介绍主要是加入了云端管理,主要包括基于大量数据提取之后的云端SOH算法估计。

我理解是:慢慢在车载系统里面的BMS算法,更多的提供一个基础电池运行状态,需要结合控制和云端的算法来对池进更好管理。

▲图8.SOH算法

▲图9.析锂的判断

▲图10.故障归因的管理

▲图11.安全的预警策略

我觉得国内这几年比较大的突破,是在电池的安全运维方面。随着大量的电池数据采集被高速上传到服务器平台,可以形成一种提前筛选电池问题的模式,从而预防整车起火——这在新势力车企基本是标配了。

▲图12.基于三元电池的运维数据监控

小结:我的个人看法,在传统的方壳电芯设计中,确实有点趋同,也就是哪吒的方案和大部分竖着放的方壳电池没有特别大的差异,主要是在安全和管理上能做好吧。天工电池就是是一个非常典型的方案,你要是和NIO的100kwh比有啥区别,我还有点说不上来。大分用方壳的企都这么计的,用了量的热绝缘和热防护的材料。