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吉利SEA平臺(tái)的電池系統(tǒng)解析

2021/08/30
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最近極氪正在做市場(chǎng)推廣,官方發(fā)布了很多細(xì)致的信息。我把我感興趣的電池部分做一個(gè)深度梳理。隨著吉利把SEA平臺(tái)與很多項(xiàng)目共享,我們將來(lái)在很多的車型上能看得到應(yīng)用,比如:極氪、極星、沃爾沃、領(lǐng)克甚至是Smart,還有集度。

題圖 SEA平臺(tái)的剖面圖

 

目前了解下來(lái),這個(gè)電池平臺(tái)的方案主要有這么一些特點(diǎn):

(1)電池采用的是大家都在用的Ni55體系電池。Ni55電池是通過提升充電截止電壓來(lái)提升能量的,Ni55的充電截止電壓為4.35V,和之前的4.2V高出0.15V。在電池之間隔熱材料,以及模組上方加入隔熱以后,這套方案總稱為NTP無(wú)熱蔓延技術(shù),見圖2.

圖1 SEA平臺(tái)的電池系統(tǒng)

 

NTP主要有這么幾個(gè)特點(diǎn):“斷”是用Pyrofuse實(shí)現(xiàn)了毫秒斷點(diǎn);“排”是用排氣的氣路設(shè)計(jì)配合泄壓閥;多層隔熱是采用了防火材料(陶瓷橡膠、陶瓷玻纖和云母板),上蓋從之前的鋁蓋改為了鈑金上蓋;主動(dòng)冷卻是在氣壓傳感器或者CMU的檢測(cè)喚醒下是采用了應(yīng)急水泵的控制;預(yù)警的提醒方式,主要包括氛圍燈、中控屏、手機(jī)App等等,覆蓋在行車和停車狀態(tài)。

圖2 NTP無(wú)熱蔓延防空技術(shù)

 

NTP的驗(yàn)證,是采用了目前大家都會(huì)用的針刺試驗(yàn)視頻,用鋼針刺入單個(gè)電芯觸發(fā)單個(gè)電芯熱失控后,上面的電池包BMS及時(shí)觸發(fā)熱事件報(bào)警信號(hào)。這里通過紅外掃描的情況看到,當(dāng)時(shí)電芯最高溫度達(dá)到801.4℃,并且電池系統(tǒng)排出大量煙霧。這里展示的是,隨著電池系統(tǒng)放一段時(shí)間以后,單體電壓降至0V,溫度變?yōu)檎?,熱疏隔阻排設(shè)計(jì)、整包結(jié)構(gòu)完好,無(wú)明顯變形,電池外殼不帶電,電池包內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)和高壓連接完好,無(wú)熱蔓延。

圖3 熱失控的情況

 

把電池蓋拆開以后,我們能看到整個(gè)模組的情況,基本是燒黑了。

圖4 實(shí)驗(yàn)完以后的電池模組情況

 

(2)整包的集成效率為72%,可以看到是從之前的590過渡到目前雙模組的集成方式??偣卜譃?個(gè)雙排模組(16個(gè)電芯),兩個(gè)單排模組(8個(gè)電芯)。

圖5 模組的布置形式

 

在這里是采用了一體化“S”型并聯(lián)平板液冷,目的是實(shí)現(xiàn)在16L/min條件下壓降30kPa,降低水泵能耗。在SEA平臺(tái)上,也加入了逆變器控制的加熱系統(tǒng),具體數(shù)據(jù)待查。

圖6 SAE平臺(tái)的水冷板 圖6 SAE平臺(tái)的水冷板

 

(3)在快充上面,也是在低SOC下最高拉到600A,在實(shí)際演示中看到5%SOC時(shí)552A,6%的SOC下535A,22%SOC下466A。在這里也導(dǎo)入了PyroFuse(PSS熔斷器)解決在高電流充電下熔斷式熔絲發(fā)熱的問題,并且這個(gè)電芯的充電倍率還是比較高的,按照目前的估算是2.2C的電芯。

吉利似乎還定制了基于400V的350kW充電樁,在外徑25mm下采用液冷的散熱方式實(shí)現(xiàn)。

在車內(nèi)的情況,也包括充電線纜、高壓連接器、高壓接觸器等所有環(huán)節(jié)測(cè)試了600A的充電能力。

備注:接下來(lái)吉利也要建設(shè)充電樁,預(yù)計(jì)2023年建設(shè)2200個(gè)充電站

圖7 電氣的熔絲的轉(zhuǎn)換

 

這個(gè)包的整體情況如下圖所示,電氣采樣的線速是圍繞兩邊走了一圈??梢钥吹贸鰜?lái),這個(gè)平臺(tái)兼容之前的590設(shè)計(jì)方案,可能國(guó)外和國(guó)內(nèi)可以有兩種不同的方式,電芯也可以改為鐵鋰電芯。

圖8 SEA平臺(tái)的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

小結(jié)

目前隨著汽車平臺(tái)到汽車落地,在電池領(lǐng)域里面廠家發(fā)布的信息非常細(xì)節(jié)。比較期待后續(xù)的實(shí)際拆解情況,供各位讀者參考。

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測(cè)試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),不過我相信未來(lái)衣食住行中的行,汽車仍是實(shí)現(xiàn)個(gè)人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。