PACK輕量化路線之電芯選擇
隨著動力電池系統(tǒng)相關標準和規(guī)范的制定,推動技術的發(fā)展,市場對動力電池系統(tǒng)的比能量要求也是越來越高,輕量化在動力電池系統(tǒng)的應用也是迫在眉睫。在電池包的輕量化設計中,可以從兩個方向:一個是系統(tǒng)層面;另一個是詳細設計層面。
PACK的輕量化設計,不管是跟朋友聊天,還是類似的文章,都集中在某一塊,不是新材料的應用就是新的成組方式。而動力電池PACK是一個高度集成、精細化、高安全的車用儲能系統(tǒng),一個技術方面的難題,我們也應該系統(tǒng)、全面的來剖析。
在剖析之前,先講兩個故事:
故事一:某某家的電芯比能量只有138Wh/kg左右,PACK的比能量就能做到116Wh/kg以上,為啥現(xiàn)在電芯都150Wh/kg多了,你才做到100Wh/kg多一點呢?
故事二:某國產(chǎn)車跟合資車在做對標分析,把每個零件都參數(shù)和性能都列舉出來,發(fā)現(xiàn)每個零件都比合資車要好,但是整車性能對比同級別的合資車要差一些;
從上面兩個故事,我們都能發(fā)現(xiàn),產(chǎn)品單一亮點,不代表產(chǎn)品的整體性能;PACK的輕量化也是一樣,我們需要的是整個產(chǎn)品實現(xiàn)輕量化,而不是某個點實現(xiàn)輕量化。
接著文章開頭的節(jié)奏,PACK的輕量化有兩個方向:系統(tǒng)層面和詳細設計層面。
我們先從系統(tǒng)層面的輕量化設計來剖析。系統(tǒng)層面的輕量化設計,是一個定方向的設計,只有前面的方向?qū)α?,后面才不會走回頭路;在這個其中,電芯的選擇是一個很重要的方面,不同體系和尺寸的電芯,跟動力電池系統(tǒng)都有一個匹配度的問題。
首先是系統(tǒng)參數(shù)的匹配:多一分太多、少一分不足,在滿足功能的前提下,沒有廠家會愿意多花冤枉錢;假定客戶需要138.2KWh,這個電量剛好可以滿足某款大巴車250KM的需求,小于這個電量設計里程數(shù)不達標(在比能量接近的情況下);而你給客戶配置150Kwh以上,多出的部分客戶是不愿意多花錢的。
其次是整體排布的匹配,直白一點可以理解為零部件的組合。以推薦尺寸的標準箱(1060*630*215~245mm)為例,標準箱的設計,是以VDA尺寸電芯為參照的,VDA尺寸的電芯跟標準箱的匹配度應該算是最優(yōu)的。電芯比能量達到138Wh/kg左右,PACK的比能量就可以做到>115Wh/kg,成組效率接近85%。
而使用非VDA尺寸電芯設計標準箱體,即使電芯比能量有可能達到145Wh/kg,但電芯和標準箱的匹配度較差的情況下,PACK的比能量做到>115Wh/kg也是很困難。例如:某款電芯投影面積跟VDA尺寸一樣,但高度尺寸相差很大,標準箱的高度優(yōu)勢發(fā)揮不出來,即使電芯比能量接近150Wh/kg,PACK的比能量做到115Wh/kg,也需要花費非常大的精力才能實現(xiàn)。
這里先剖析一個點,后面現(xiàn)陸續(xù)展開其它各方面。