插電式混合動力汽車的迭代,是從2010年開始,到目前國內(nèi)外已經(jīng)歷過了2-3代的車型,但PHEV的電池發(fā)展存在一定的瓶頸。
隨著PHEV車型的平臺化和通用化,電池系統(tǒng)采用了通用的電池模組設計,而下一步的方向是:電池系統(tǒng)越來越多地傾向于和純電動相似,布置在車輛底部;在這樣的布置要求下,PHEV電池模塊也要求模塊尺寸減小并扁平化,組合更靈活。
2022年隨著很多國內(nèi)DHT插電車型在這個領域的啟用,觀察PHEV電池的發(fā)展成了一個有意思的話題。在這方面——8、10、18、22甚至更高40kwh的鐵鋰電池怎么用——目前弗迪和蜂巢兩家鐵鋰的做法可能是一個主流方向。備注:圍繞高鎳三元開發(fā)的PHEV電芯,現(xiàn)在沒太多企業(yè)在重視開發(fā)
▲圖1 《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0版》中PHEV電芯方向也出現(xiàn)偏差
Part 1 弗迪電池
比亞迪在自家DMI車型上開始使用軟包磷酸鐵鋰電池模組(簡稱小刀片),在這里實質(zhì)上是一種采用二次密封技術,電芯采用軟包(鋁塑膜)封裝,刀片電池采用硬鋁外殼封裝。
▲圖2 弗迪電池在PHEV電池上的規(guī)劃
從這個意義上,也確實能實現(xiàn)上述不同的不同容量(26Ah、40Ah、42Ah、47.7Ah、65.2Ah和85.2Ah)不同尺寸的設計。從目前的邏輯來看,軟包的最大特點還是尺寸可以裁剪,把軟包電芯通過內(nèi)部的支架再卷起來,然后通過固定的方式內(nèi)部使用。
▲圖3 小刀片電池采用8殼電芯
如下圖4和圖5所示,這個接口把每個電芯的電壓接出來了,然后通過統(tǒng)一的連接器接到CMU上去。
▲圖4 小刀片電池的頂部設計
▲圖5 小刀片模組內(nèi)部使用FPC進行采樣線的橋接
Part 2 蜂巢能源的L400
在這次蜂巢的電池日上,L400 產(chǎn)品首次亮相,也和弗迪一樣將磷酸鐵鋰用到了 PHEV 上,推出了一個可以覆蓋 150-200km 長續(xù)航里程的 PHEV 產(chǎn)品,電芯能量密度為170Wh/kg-180Wh/kg,將在 2022 年底量產(chǎn)。這也是從成本考慮,將比三元鋰明顯下降,同時體積利用率提升了40%。我的理解,這也是借鑒了小刀片(內(nèi)部可以做軟包或者直接做成方殼)做CTP的模式。
▲圖6 蜂巢的混動L400的電池
而這么做配合長城之前做DHT的規(guī)劃,其實可以取代HEV的電池位置,把PHEV推成系列化。備注:之前增程EREV的43kwh還是用了三元的BEV電芯來做,這次一旦導入鐵鋰來做,在電量不變的前提下,成本還是做了很多的優(yōu)化
▲圖7 長城的DHT平臺的電池
我感覺2021年變化挺大,在長城和蜂巢之前的設計中,都是圍繞VDA來做的,一年的時間快速變化下,整個技術路線就完全調(diào)轉(zhuǎn)了。
▲圖8 之前的45kwh的電芯就被替代掉了
小結(jié):
我之前和勞力一起弄過一個叫《PHEV電池系統(tǒng)集成技術》,現(xiàn)在來看圍繞VDA的電芯和整體的技術方向,在PHEV里面全部給顛覆掉了,這個也代表國內(nèi)的PHEV電池的想法也多了一個方向——圍繞高體積利用率,在能量密度不算苛求的PHEV里面用處更大。