探秘长城蜂巢能源技术中心,解码欧拉电池组的秘密

极客汽车 2019/11/12 11:37:00 盖世大V说

国内新能源汽车产业不断向深度发展、市场竞争不断加强、消费需求不断升级,这种种因素,成了车企在动力电池核心技术方面进行突破的最大压力。

对于纯电汽车而言,动力电池在整车成本中占比较大,并且与产品续航能力直接挂钩。而消费者需要的就是续航能力更强、安全可靠性更高的纯电汽车,再加上后补贴时代转眼将至,动力电池核心技术成为众多车企下一阶段极其重要的布局方向。

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这次,应欧拉汽车的邀请,我来到了位于保定的长城蜂巢能源技术中心,来探秘这里的动力电池技术。

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这篇文章除了向大家介绍欧拉的电池技术外,还向大家简单普及一下有关动力电池的一些小知识。

欧拉动力电池的背后

目前,欧拉 R1 的动力电池能量密度为 160Wh/kg,体积能量密度为 193Wh/L,电池组容量 33kWh,在同级别车型中这样的数据的确有着一定的竞争优势。

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那欧拉 R1 的动力电池又是如何研发出来的?

面对市场竞争与消费者需求的双重压力,长城蜂巢能源技术中心「应运而生」。长城汽车集团筹建了蜂巢能源技术中心,成为欧拉品牌动力电池核心技术的提供者与硬支撑。

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关于长城蜂巢能源技术中心,有几个信息先来了解一下:

研发投入:动力研发投入 13.3 亿,未来规划超 260 亿研发建设投入;

研发团队:研发团队规模超过 3000 人,核心研发人员超过 1000 人,外籍研发专家超过 350 人;

研发设施及设备:欧拉品牌有超过 16 亿元的研发设施建设和实验设备的支持。

欧拉品牌拥有从元素到电芯制造、电池包制造,再到整车制造、售后回收、梯次利用的全产业链布局能力。

也正是长城蜂巢能源技术中心的诞生,让长城汽车以及欧拉品牌具有了动力电池和整车同步制造的能力。

欧拉动力电池的设计

电芯

欧拉 R1 配备了 NCM523 方形铝壳电芯,而铝壳材料封装的优势在于电芯总量更轻。

通常来讲,电芯的制作方式包含了:叠片式和卷绕式两种,而欧拉选择了后者。

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与卷绕式不同,叠片式是将正负极极片、隔膜材料按照尺寸进行裁剪,再将正极极片、隔膜、负极极片来回叠合,最终再进行封装和注液。

相比卷绕式,叠片式所具有的的优势包括:

可占满电芯内的空间,能量密度更高;

电池的内阻更低,电池衰减速度更慢;

工作时内部温度分布更加均匀;

多极片并联,更容易完成大电流放电。

……

总结一下,卷绕式的优势在于制作更加容易、快速,生产速度要高于叠片式。而叠片式的优势在于电池各方面的质量都要更好。但难点在于,叠片式电池在生产中所需要攻克的难关也要更多,并且会直接影响电池最终的质量。

模组

欧拉 R1 的电池模组尺寸为 355mm*152mm*108mm,设计采用 1 并 6 串(6S1P),整包电池共有 15 个模组、1 并 90 串。单一模组的重量为 11.3kg、总能量为 2.264kWh、能量密度为 200kWh/kg。

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如果有机会接触动力电池,你会看到像 4S3P、2S1P、6S1P、6S4P 等标识,其中 S 代表串联电芯,P 代表并联电芯。例如 4S3P:就是指一共是 12 只电芯,分成 3 组,每 4 只电芯做一个串联组,然后并联成 3 组。

欧拉 R1 的模组采用 6S1P,也就是将 6 只电芯串联在一起。

而串联分布则对保护 IC(电池保护板/电池保护电路)的要求会更高,而且对保护 IC 中的 MOS 管(场效应管/电流保护开关)也有着更高的要求。

电池包

欧拉 R1 的电池包设计如下图:

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欧拉 R1 的电池包设计机构为 SMC 材质上壳体、VDA 电池模组、电池加热系统、集中式 BMS、主电源线束及 BMS 系统及插口、铝合金材质下壳体。

上壳体:采用 SMC 复合材料(玻璃钢的一种),具有较好的绝缘性、抗压性、防腐、防爆及防火性能;

下壳体:采用铝型材拼焊工艺;

其余零部件也都采用轻量化设计,减小重量的同时保证电池包高强度及刚度;

密封:电池包上下壳体之间采用硅泡棉进行密封,满足电池包 IP67 及浸水试验要求。

BMS 电池管理系统

欧拉 R1 的 BMS 电池管理系统可以实现电池安全保护、电池状态预估、均衡及热管理、能量管理四大主要功能。

其中安全保护方面,可以进行单体电压和总电压的实时检测,还包括低压供电检测和温度检测,以及发生事故时的电池状态检测,一旦存在风险将会传输信号立刻开启断电保护。

最后

在动力电池研发层面,欧拉 R1 并没有选用最快捷、低成本的电池技术,而是选用了使电池使用效率更高也更加「繁琐」的电池技术。

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对于车企而言,这样的电池技术无论在研发还是生产上都代表了「付出更高的成本」。

而对于消费者来说,这样的电池产品在性能与安全上都会有更高的保障。

来源:盖世汽车大V说 作者:极客汽车 *本文由盖世汽车大V说专栏作者撰写,他们为本文的真实性和中立性负责,观点仅代表个人,不代表盖世汽车。本文版权归原创作者和盖世汽车所有,禁止转载,违规转载法律必究。

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