標準化設計下的獨特方案 解密前途K50的電池密碼

2019-06-17 09:56 來源:網通社 白云鵬 | 整理: 瀏陽之窗 | 類別:汽車 | 訪問手機端

進入2019年,和新能源汽車市場一樣火爆的是那幾個連續“火”了幾次的純電動汽車。連續幾次的爆燃事故,也在一定程度上打擊了新能源汽車潛在用戶的積極性。與此同時,各大新能源汽車主機廠也借勢宣傳自己的電池系統優勢,前途汽車也是其中之一。

6月14日,網通社受邀參加了前途汽車在北京舉行的安全講座,活動中長城華冠華特事業部總經理翟晟先生詳細講解了前途K50獨特的RESS系統各部組成,還對電池梯次利用方面的規劃做出了簡要的介紹。

1、RESS的關鍵——標準電池箱

熟悉動力電池系統的朋友可能都知道,目前動力電池的電芯一般有三種形式,分別是以特斯拉、零跑汽車為代表使用的圓柱形電芯(18650/21700);以大眾、寶馬、比亞迪為代表使用的方形電芯;以通用、日產、奔馳為代表使用的軟包電芯。

前途汽車在電芯選擇上,采用了來自卡耐新能源的軟包電芯,但在應用上前途汽車選擇了一條基于標準化設計的新路徑。前途汽車沒有采用其他新能源企業使用的整體包方案,而是采用了“標準電池箱”方案,以前途K50為例,其采用了10個標準電池箱,組成了78.84千瓦時動力電池系統。每個標準電池箱里都有獨立的電控單元,一旦電池發生故障,車輛系統、云端系統會迅速反饋,判斷出是哪一組箱體、哪一組電池出了問題,系統會自動把它切換掉。

據官方介紹,每一個標準電池箱由60片單芯容量為36Ah、能量密度為223.58Wh/kg的軟包電芯組成,總容量為7.844千瓦時,由長城華冠旗下的另一家全資子公司華特電動生產。在電芯的選材控制方面,華特電動只接受同一廠家、同一型號、同一個區域生產的正負極粉末來做電芯產品。而在電芯到了工廠后,華特也不會把不同月份到廠的電芯混用,這樣的話從壓差、內阻等多方面保證產品的一致性。

除了核心材料選材的一致性外,對于影響電池性能的另一個重要因素——溫度,前途汽車也做出了相應的應對措施。首先在被動保溫方面,前途汽車選用了一種保溫性能極好的高強度復合材料制作標準電池箱的殼體,在零下25度的環境中靜置半小時,殼體內部溫度還可以保持在零上五度,可以在極寒氣候下保持電池應有的活性。

在主動保溫方面,前途汽車為每一個標準電池箱配備了獨立水室,且水室放在電池箱的側面,當電池充電放電時,整個電池表面的溫度實際上是不一樣的,里面的溫度、中心的溫度和上層的溫度其實不一樣,前途K50的水室是在側面管控整個電池溫度,讓水室充分地跟電芯接觸,協調管控整個這一片電池上中下,讓它保持溫度一致。

2、主動熱管理系統和1組10從BMS系統

基于標準電池箱的設計,前途前途K50用10個標準電池箱完成了RESS電池系統的搭建,除了是個標準電池箱外,RESS系統還包括電氣系統、熱管理系統和電池管理系統(BMS)。其中前途K50的熱管理系統是采用主動式液冷/液熱溫控方案,利用每個電池箱的獨立水室進行獨立的降溫或加溫,為非統一溫控管理,實現了電池組在環境溫度0-45度的情況下,系統溫差小于3度;零下30度到55度,系統溫差小于5度。

此外,前途K50在電池管理方面,選擇了分布式方案,BMS分為主控單元(1個),從控模塊(10個),高壓模塊,BMS的主控跟車輛的ACU形成數據交換,10個從控實時來監控十個標準箱電池的變化、壓差變化等信息,傳遞給BMS主控,主控BMS傳遞給整車VCU,VCU通過分析之后,再做出相應的判定,對后續的電池管控發出相應的指令。同時,前途還可以根據單一標準電池箱的安全數據進行診斷,切斷出現問題的標準箱。

3、梯次利用更方便

除了作為動力電池的用途外,前途汽車還為標準電池箱子在梯次利用方面提供了便利。以往動力電池梯次利用首先要將電池拆解成電芯再根據需求重新打包,前途汽車對“退役”的標準電池箱目前只規劃了一個用途——儲能裝置。同時基于每個標準電池箱擁有獨立的BMS模塊,在做二次利用時,只需將儲能裝置的BMS重新刷入即可,梯次利用的成本和時間減少了不少。

寫在最后:自造車之初,前途汽車就將安全置于整車設計的前端,并通過標準電池箱這樣的設計,提高了整車電池系統的安全性。相信未來前途汽車能夠依托十余年的動力電池領域積淀,進一步探索關于電池技術的更多解決方案。

(網通社 白云鵬)
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