電池系統(tǒng)高壓化的考慮

周一出差不順堵車沒趕上火車，大概整理一下電池系統(tǒng)高壓化的進(jìn)展。我先把昨天的視頻補(bǔ)上，我放到云盤里面去了，可以回復(fù)“高壓電池系統(tǒng)”獲取。

 

 

1）高壓電池系統(tǒng)的進(jìn)展

   

高壓電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是個(gè)體系工程，圍繞著電壓平臺(tái)提升，需要做大量的更改。因此短期內(nèi)唯一看到的是保時(shí)捷的嘗試，德系的幾家都在跟。能夠看到的問題，大家在做樣車和開展研究項(xiàng)目的時(shí)候都能看到，但是需要有土豪車企來試一下水，后續(xù)車企可以根據(jù)實(shí)際的成果來評(píng)估。

 

 

這個(gè)事情，Elon Musk 在 Q1 的發(fā)布會(huì)上也提及了，在整個(gè)系統(tǒng)上在當(dāng)下的 400V，做到 200kW 可能是一個(gè)成本折衷點(diǎn)，如果比充電絕對(duì)的功率和速度

 

其實(shí)按照 Musk 的個(gè)性，總是要做到最好，但是在這點(diǎn)上，如果系統(tǒng)上不做變革，從功率上肯定是沒辦法去做的。短期內(nèi)來看，德國主導(dǎo)的高壓化的過程，需要在比較完整的條件下才會(huì)逐步出來。其他美國的幾家車企都會(huì)觀望成分大一些。

 

 

2017 年 Q1 的回復(fù)

 

“We’re definitely going to be improving our Supercharger’s technology. The thing about a 350 kW charger is that it doesn’t actually make a ton of sense, unless you got a monster battery pack or have like a crazy high C rating… We think 350 kW for a single car; you’re gonna frag the battery pack if you do that. You cannot charge a high-energy battery pack at that rate, unless it’s a very high kW battery pack. So, (for us), something along the couple of hundred, 200-250 kW, maybe.”

 

“That’s definitely sort of the power level that we’ve discussed and explored. Some of it also comes down to an optimization around utility versus cost, and tradeoffs in the car itself. There is a tradeoff, fundamentally, between charge speed and essentially range, and cost of the battery. We look at that pretty carefully. We understand the tradeoff. We could design cells and a pack that could charge at, you know, faster than 300-400 kW, but it’s not a very useful tradeoff to the customer.”

 

 

2016 年 12 月的回復(fù)

 

在技術(shù)層面，老板負(fù)責(zé)吹牛，工程師負(fù)責(zé)可行性和實(shí)際的平衡，有時(shí)候必然被打臉^_^

 

就這個(gè)細(xì)節(jié)，這里談的幾點(diǎn)：

 

整車成本為了顧及充電是上升幅度很大的，在面臨往下滲透到大眾市場(chǎng)的純電效果并不是很有利

電池的能量密度也要折衷進(jìn)行下降，這個(gè)沒辦法顧及所有指標(biāo)的先進(jìn)性

 

Tesla 和保時(shí)捷之間的道路有很大的差異，前者要往成本下方走，前者要拉著后續(xù)電動(dòng)跑車與之前 Tesla 的 Model S 的差異化，建立長期優(yōu)勢(shì)

 

 

在穩(wěn)定走量的系統(tǒng)上做，成本都是可控的。新開一條路，之前所有的投資費(fèi)用，都是需要在專利、市場(chǎng)口碑和各種好處讓別人學(xué)習(xí)和接受你之后兌現(xiàn)的。因此從某種程度來看，保時(shí)捷采取 800V 是硬著頭皮也要把技術(shù)層面的優(yōu)勢(shì)燒出來，是隱含在企業(yè)內(nèi)部的燒錢，這也是對(duì)于傳統(tǒng)汽車企業(yè)處理戰(zhàn)略方向上持續(xù)投入的優(yōu)勢(shì)

 

 

2）局部嘗試

   

再說上面那個(gè)概念視頻，某種程度上，我們可以分步來嘗試往高壓化的過程：

 

1）電池系統(tǒng)高壓化：這個(gè)主要是考慮在充電功率需求下，系統(tǒng)上做的一些改變，主要包括耐壓、絕緣、熱管理、Tab 發(fā)熱等問題。

 

 

同步實(shí)施的工程，上面這個(gè)嘗試性的項(xiàng)目和下面這個(gè)概念性的項(xiàng)目，本質(zhì)都是類似的，一個(gè)是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)去改變和摸索一些變化，下面這個(gè)先把現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行整合。

 

 

3）我們可以嘗試的地方

   

在往高壓化方向走，我們可以一并考慮起來的很多點(diǎn)包含：

 

3.1）180 串條件下，怎么樣的電池管理系統(tǒng)架構(gòu)更合適？幾條路，我們都需要在新的體系下面再比一比

在概念視頻里面，是考慮一個(gè)主體的 BMS，沒有看到 CMU，但是根據(jù)低壓接頭的針判斷，可能只有 5 根，模組里面帶了 CMU。

 

 

這里的困難主要是集中式 BMS 的困難，180 串全部輸入到一個(gè) BMS 里面，為了考慮絕緣考慮，這個(gè)小的 BMS 做 Hi-pot 測(cè)試和相關(guān)的絕緣距離可能不大能保證，需要更大的布板面積。

 

而且整個(gè)埋線的總成一體化的采樣線，包括模組的電壓采集線、溫度采集線、均衡的考慮（串聯(lián)越多，均衡的重要性就出來了）

 

在軟件上，需要考慮采樣電壓補(bǔ)償、診斷還有采樣的間隔時(shí)間等等。

 

 

3.2 連接器：我們?cè)诳紤]的時(shí)候，可能可以考慮 Blade 的刀片模式和以下這種進(jìn)行結(jié)合，因?yàn)楸旧砟＝M在生命周期里面更換的數(shù)量很有限

 

 

實(shí)際上，Audi 在 Etron 里面就考慮了這種可插拔的高壓連接器

 

 

3.3）散熱

   

口琴管的問題其實(shí)是很大的熱不均勻，這里存在著口琴管內(nèi)部焊接是否存留空氣間隙；導(dǎo)熱膠是否存在氣泡，還有在大模組上是否能壓住，特別是導(dǎo)熱墊厚度和平面度之間的匹配。

     

從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來看，可能后續(xù)是不是要向 PHEV 一樣做 Face 冷卻是熱管理的核心爭議。如果不考慮溫差，由于溫升導(dǎo)致溫度差異使得電池系統(tǒng)做充電的 Power Limit 對(duì)車輛充電時(shí)間又拉回來了。如果以軟包為例來看，這里長條形的散熱可能好一些。

     

散熱系統(tǒng)對(duì)電池的能量密度真的有打擊作用。我覺得在乘用車?yán)锩婵赡芤惨鰝€(gè)鼓勵(lì)快充的條款，否則都指向能量密度也不大好。

 

 

小結(jié)：從這個(gè)層面來看，我覺得分布式的 ATW 預(yù)研究項(xiàng)目，把系統(tǒng)的要求一點(diǎn)點(diǎn)分離，然后進(jìn)行整合會(huì)好一些。一開始就想做個(gè)車，難度有點(diǎn)大，里面有很多的成本、性能和可實(shí)施性的協(xié)調(diào)工作。

準(zhǔn)備出發(fā)去天津，最近都在旅途上。