比亚迪电池集成方案初步解析

汽车电子设计 2020-01-17 23:19

今天晚上有事情回家比较晚,坚持把这篇写完,供大家参考^_^,最重要的还是坚持做好每一件小事情

我们首先来整理一下2019年比亚迪电池的使用。根据目前的形势来看,我们可以看到有三个阶段,e平台下的单列模组、e平台后的成本优化方案和刀片式电池的成组三类,这三类模组还是比亚迪当前的主要形式。



1) 比亚迪的电芯情况



从2018到2019年,比亚迪花了大的力气做三元电芯,在PHEV的规格上使用173*120*20mm的电芯,在乘用车上面使用173*122.5*50mm的电芯,在专用车和商用车上使用LFP电芯,415*148*60mm。其中最后一个在长度和宽度方面算是刀片式的雏形和参考基准,主要的装车数量是围绕中间的BEV三元电芯来做的。备注:比亚迪累计装机总量约为12.323GWh

图1 比亚迪2019年装车量的概览 

在比亚迪之前所规划的技术路线中,这个173宽度的电芯以标准模组的形式来走的,既面向外供,也面向更大的量。比亚迪是在一个电芯尺寸下,调整化学体系,增大容量形成了不同的产品。 

图2 标准模组方案,容量的进化


2)基于模组简化的设计



由于三元电芯还要继续往前走,所以标准模组演化的下一步是提高电池包的集成效率和简化电池系统托盘的结构。两个对比,主要是之前的托盘设计需要设置有几根横梁和纵梁,梁的存在限制了模组布置的体积利用率;电池模组与底部托盘的固定,需使用很多的紧固件;这个托盘的结构限制也限制了制作工艺;还有就是分成多个模组,在模组组装过程中的工艺过程。所以在这部分往前走的趋势,就是把电芯和托盘进行连续布置,如下所示,通过之间的加强,这个道路比较理想化。实际上需要很多的加强和底部导热胶进行固定。备注:我们在这里面能看到的一些措施包括:托盘做成为向下凹陷的腔体,包括述单体电池与上盖之间设置有导热绝缘层,在底面采用导热结构胶,这里面后续我们基本都能涉及到。

图3 现有电芯的成组方式




3)刀片式电池成组设计



刀片模组的雏形,可以追溯到之前卷绕电芯的大巴,采用415*148*60mm的尺寸,双层布置,这个我们可以在淘宝买得到。 

图4 原有大巴的模组设计 

最新的刀片电芯的设计,很有可能是方壳碟片的技术,类似于蜂巢之前提的做法,软包两端出极耳,配合方形铝壳的刚度设计简化结构的想法。在横向方向来设计,优势在于有软包很薄的特点,散热效果好,结构强度依靠自身来实现支撑。 

图5 刀片电池的模组设计 

与大巴设计不同的是,这次采用单排电池直接铺在托盘上,电芯的两端固定在端板上,由两端边框提供对电芯提供支撑,在托盘上设计支持块和缓冲侧板包电芯的预紧力。



小结:根据目前已知的信息来看,比亚迪如果真的采用软包叠片工艺来做薄的方壳电芯,采用很长的叠片技术来做,对于工艺的要求非常高。接下来也会逼得软包企业来考虑,铝塑膜这个事情绕过去能不能用长方壳来装,稍微做厚一些。如果这条路能走的通,在后续iX3出来以后,300长度以上的叠片方壳我们可以期待一下,比卡在厚度方向上增厚更有价值。

喝了白酒有点头疼,先写到这里吧




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