11月6日,蔚来100kWh电池系统及电池升级全系方案正式发布,这是一个很有意思的事情,主要有这么几点——
1)100kWh的5系电池推出,是蔚来对于70kWh这个很早期的电池包的一个重要更新,因为之前不改模组结构前提下做的NCM811的84kWh基本被认为是失败的,而这款100kWh是支撑这段时间客户买车的重要理由——反正之后能更换100kWh电池。
2)100kWh出来之后有相当多的客户可以选择永久替换服务和升级替换服务,这能够让使用习惯更加具备自由度——70kWh在日常通勤能用,多一些电量能支撑更大的用车自由度,当然对于换电站和基础设施都有一定的压力释放。
3)在这样的70kWh =>100kWh的替换中,才有BAAS的价值,肯定会有不少的客户来用这款新的大里程电池,而且蔚来方面还宣称其为更安全的电池,老电池则进入梯次利用的模式。新电池在无补贴情况下,通过客户购买或者租用两种模式进入新的服务阶段,这里One Pack Design可替换的概念发挥了重要的作用。
100kWh的技术升级
这里首要的就是从原有的32个模组(84kWh下单个模组是2.625kWh)升级到12个模组(单个模组是8.3kWh),这是从原来的往X方向布置,改进为Y方向布置双排大模组(目前还没有这个电芯的尺寸,不排除类似iX3也可以使用长电芯120Ah的电芯)的做法。按照目前往108串这样400V电压去设计,容量在250Ah左右,所以可以采用148的2倍厚度电芯、模组并联的方式来做,或者用类似iX3的高电压5系改进型做电芯并联。
图1 从84kWh到100kWh其实做了很多的改进
从上图来看,原有电池系统的几根梁做了简化,中间的2个电池模组之间保留吊挂点不变。整体的母排连接,我根据上面的发布图做了一些尝试,如下图所示,这里每个模组的电压为33V,原有模组做并联的铜排直接在大模组完成焊接工作。
图2 电池系统的连接示意图(猜想)
在设计中,无热蔓延安全设计的安全方面有几个地方整理:
1)这里的热失控传感器,是通过可以休眠的温度和压力传感器实现,通过实时的检测和车辆的水冷系统进行激活,检测到热失控问题后直接采用循环来对电池进行降温。这里的主动降温策略其实最早很多车企都在尝试,主要是需要给温度传感器唤醒BMS或者其他控制器直接控制水泵的驱动信号。
2)由于之前VDA模组的尺寸和电芯的应力问题,在这个电池包应该导入了气凝胶,通过电芯之间的隔热设计来进行。
3)这里的无障碍烟道,可能是利用了中间的空间和两个梁的中间作为烟道,配合整包的泄压阀实现的。
这些因素在镍55的电芯体系下,能够让热失控的时间延缓,在一定的条件下(温度和冷却状态下)不出现热失控传播的情况,这是一个比较大的进步。
图3 100kWh的安全设计
现在云端BMS已经成为一个热点,包括博世、华为等不少企业开始把电池数据上IT后台,通过IT后台的大数据处理能力来进行完善,主要针对On-board BMS一些固有特性来补偿。其实本身SOC的估算精度,一旦能够根据历史状态来补偿,很多事情可以换个角度来解决问题。像热失控预警这样的情况,通过气压和温度传感器进行初始唤醒,然后根据IT系统检测效果可能更好点。
图4 云端BMS
在推出100kWh后的BAAS升级
70kWh对应的低里程的车能够卖那么好,最主要的原因还是有100kWh——这款“期货”电池的存在,通过升级ES8续航里程来到580km、ES6续航里程610km、EC6续航里程615km,600km的状态比之前好太多。现有70kWh电池用户,是在国内第一次可以通过选择不同方案来升级——灵活升级(按照服务来收费)或永久买断的方式升级至100kWh电池(其实70kWh的电池现在也没啥用,等于用580元/kWh来卖)。
灵活升级方案中,就是花钱租100kWh电池,每月支付880元,按年支付7980元。这种做方式其实可以让大量的70kWh电池进入换电备份电池的阶段,按照我个人的理解,大部分客户都会选择100kWh这样的电池来使用。这种升级模式给了用户很大的自由度,也让这个电池资产公司一下子有了好多的电池(这些是单纯的没补贴的资产)。
图5 这块可升级还是很重要的特征,老用户更新是电池资产重要的一环
小结:One pack Design和可升级换电,从目前蔚来的做法来看还是非常有战略价值的手段,在电池容量较小的状态下还能撑很长时间来过渡,后续再拉到150kWh这个时间表可能真要到2025年。
图|网络及相关截图
作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,著有《汽车电子硬件设计》。
页面更新:2024-06-01
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