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動力電池Pack與續航里程的“演變”

2020-05-11 09:47:15

根據以上的整車基本要求之后分解，可以確定系統額定電壓、容量要求及充放電功率，計算得到電芯的規格，根據現有的電芯現有的路徑相近進行分解，然后確定配置規格。


目前純電動汽車的平臺開發，都是通過一個獨立的電池系統和一套獨立的驅動系統，然后去比較電池系統和驅動系統的特性來決定整車的續航里程、加速性能、充電性能和整車的成本。


事實上來說，現階段小到核心的電芯和功率電子元件，大到系統集成的能力，都是影響車輛是否有競爭力的關鍵。


首先來看電池系統，電池系統目前決定了能給車多少電量，需要占多少空間，需要占多大的重量和多大的成本。做好了真香，做不好Out了。


從電量開始


在電池系統的設計過程中，各家有幾個基本的需求：續航里程、快充速度、放電功率需求、布置的基本要求和母線電壓等級。


然后在一個約定的空間下進行進行整體電池布置，這里涉及到電池模組的布置空間、電氣總成的布置。這里不同的車型和不同的驅動系統的搭配，能耗并不相同，所以同樣的500公里NEDC的續航，轎車60kwh左右就能做，SUV需要65kwh甚至更多，中大型的SUV需要近75kwh以上，這是2020年Q1已經有產量的500公里以上的車型。


這里就有三種不同的路徑：


1)方殼：這塊其實是目前的趨勢，套用之前塔菲爾的電芯路徑圖，基于148mm電芯的電芯容量已經倍拉到了190Ah和223Ah；基于220mm電芯的容量也做到了162Ah和230Ah，所以配置的時候用1P的方式進行配置。目前絕大部分的500公里以上的電動汽車，都是基于這種單體大容量的電芯來做的。


2)圓柱：目前用圓柱的并且有比較強的競爭力的汽車企業，也只有特斯拉了。


3)軟包：由于軟包電池厚度的限制，所以容量目前被限制在60Ah-78Ah，目前來看能做的配置最多的還是按照BEV3的方式來配置模組，這個看上去變化最多的一些。


與電量相關的要素


滿足續航開始，后面就開始繼續的挑戰了：


能量密度：這個主要是在一定的能量下，整車需要控制整備質量，通過減重能拿到更好的行駛效能


成本考核：目前按照CATL的年報，40多GWh平均的銷售價格已經在0.94元/Wh，平均28%以上的毛利，考核的成本需要在這個平均價格上面繼續往下探


充電速度：目前歐洲的設計，從MEB的120kW開始，基本在150kW左右。


電池的尺寸：目前追求壓縮的是為跑車、轎車上面需求的Z向高度


壽命：從特斯拉的100萬英里開始，大家開始講更長的壽命


其他還有安全方面的要求，這里面有些東西都是連環套，特別是在能量一定的條件下，能量密度、快充速度和成本是一個很難兼顧的三角形，提高了性能之后很多約束都有變化。


小結：我覺得做著做著很容易出矩陣，確實是很容易在滿足多個要求的時候，在沒有特別好的優先級下面，按下葫蘆浮起瓢！目前確實是電動汽車的續航里程的軍備競賽，有特斯拉的不斷降壓的壓力下，還要比誰更便宜。