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2021動力鋰電池模組設(shè)計(jì)趨勢

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2021年06月24日  

這幾天1000公里和快充的事情成為了爭議,不過根據(jù)目前的狀態(tài),這類100kwh-150kwh的電池系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)并不會大規(guī)模往市場上推廣。


2021年重要的是從原有的148mm寬度的電芯往220mm寬度的電芯,而60-62kwh的LFP電池將作為國內(nèi)外基于590模組設(shè)計(jì)Pack的低端配置,這個(gè)可以作為PK大眾62kwh的低端解決方法值得我們注意的內(nèi)容。


1、62kwh的LFP方法


LFP電芯目前形成幾種規(guī)格體系,一個(gè)是原有173mm寬度的體系,重要用在大巴上;然后就是基于148mm的電芯,這類電芯和目前148mm的177Ah往下來做形成130Ah左右的規(guī)格;而新的基于220mm的電芯的157Ah的電芯作為新的系統(tǒng)方法確實(shí)是很有意思。對應(yīng)的基于高電壓5系的電芯的容量約242Ah。


三元往上做到約95kwh1C按照1/3C來算大概就是100kwh;而LFP按照1C來算62.7kwh,按照1/3C大概在65kwh,目前就形成了這種用LFP電池打低端,采用同樣尺寸規(guī)格的電芯,來做大模組來滿足不同車企的Pack尺寸的模式。


表1現(xiàn)有的重要規(guī)格


從Pack的角度,如下圖所示,填充領(lǐng)域最多可以支撐6個(gè)雙模組+2個(gè)單模組的方法,最高支持120+以上的電芯做集成。


圖1LFP方法和三元方法的比較


要注意的是這里存在兩種變種,590雙模組和590長模組,這兩者的差別重要是基于模組內(nèi)電芯的數(shù)量有差異:


1)FPC采集,16個(gè)電芯采用兩根FPC;而32個(gè)電芯做了差異,采用4根FPC;


2)兩種模組都采用鋁排來進(jìn)行連接,如下圖所示;


3)16個(gè)電芯取消了側(cè)板,而長模組則保持側(cè)板進(jìn)行連接。


圖2改進(jìn)型的590設(shè)計(jì)(雙拼)


圖3基于雙排電芯的長模組,數(shù)量可以達(dá)到32個(gè)


在Model3上采用的模組內(nèi)嵌水冷板以后,在這種設(shè)計(jì)中也采取了模組集成水冷板的模式,如下圖所示。這種設(shè)計(jì)是在所有類型的電芯的得到應(yīng)用了。


圖4大模組設(shè)計(jì)的內(nèi)嵌的水冷板設(shè)計(jì)


2、平臺化低端LFP的滲透


從特斯拉開始大規(guī)模導(dǎo)入LFP以后,其實(shí)乘用車平臺在EntryLevel的LFP導(dǎo)入必然是一個(gè)趨勢,無非之前給的電池的體積有限,限制了LFP最大支持的電芯電池能量。隨著車輛本身給電池系統(tǒng)的尺寸足夠,這個(gè)能量會進(jìn)一步拉高往65kwh方向走。所以基于目前的情況來判斷:


1)導(dǎo)入平臺化的公司,LFP的電池在2021年六月份開始逐步導(dǎo)入,這個(gè)低成本方法是應(yīng)對無補(bǔ)貼的,由于電池的殼體比較大,在目前的方法下很難讓能量密度滿足要求,但是成本的優(yōu)勢使得這種方法與基于補(bǔ)貼方法的三元差異并不大;


2)基于三元的方法,可以采用16個(gè)單排,32個(gè)雙排的模式,進(jìn)一步新增集成度,從目前的集成情況來看,這種設(shè)計(jì)下,CTP比較并沒有明顯優(yōu)勢,我相信這種設(shè)計(jì)的生命力是比較強(qiáng)的;


3)目前大模組方法,基本上把之前模組線和Pack線的自動化打斷了。32S的模組有117V,電量有28.4kwh,這基本就是一個(gè)小模組,在這個(gè)分支上可以衍生出把這個(gè)模組封成一個(gè)通用型小Pack的設(shè)計(jì)


小結(jié):目前看到的LFP方法,是基于主流尺寸做的。所以比亞迪所提的加入針刺實(shí)驗(yàn)和把熱擴(kuò)散時(shí)間新增到30分鐘,其實(shí)關(guān)于當(dāng)下的LFP方法來看沒有差異。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)要求,可能進(jìn)一步加速LFP的部署。


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