《電子技術(shù)應(yīng)用》
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磷酸鐵鋰電芯尺寸進化方向

2020-03-31
來源:與非網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 電芯設(shè)計 刀片電池 Mozart

引言:這段時間我在關(guān)注淘寶里面拆機的 LFP 電芯,也發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律,結(jié)合行業(yè)裝機的情況,在目前的尺寸和容量數(shù)據(jù)來看,目前方殼電芯的工藝改進的速度還是很快的,就磷酸鐵鋰而言,在 72*173*200 的厚度上,從 2018 年的 240Ah 進步到 2019 年的 271Ah,再到今年逐步上量的 302Ah。通過與一位友人交流我們發(fā)現(xiàn)有一顆電芯的尺寸比較奇特,按照尺寸和潛在的成組方式,我們初步判斷這顆電芯是可能給特斯拉的,其尺寸為 82mm*38mm353mm,容量未知。


備注:這個是我們根據(jù)電芯尺寸的猜測,倒騰舊電池的他并不清楚這個電芯是給誰用的

 

01 乘用車使用疑似產(chǎn)品的電芯尺寸

                  

 如下圖所示,這顆電池和目前看到的 iX3 的電芯是有一些共性的,和我們目前使用的 148mm 寬度的電芯有很大的差異,比 MEB 系列 220mm 的電芯,iX3 的 300mm 都要寬不少。為了進一步提高集成效率,這次 CATL 是把往上出極耳的方式改為了兩頭出,然后在兩頭各設(shè)置了一個泄壓閥。 

 

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圖 1 一顆疑似的電芯設(shè)計 

 

這個電芯和 iX3 的 300mm*90mm*27mm 的 120Ah 的電芯,有一些相似性。具體的容量數(shù)據(jù)還沒有,按照實際情況,體積比 iX3 的大 50%,容量在 115-120Ah 左右。 

 

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圖 2 iX3 的電芯 

 

在這個思路下,我也把目前能找到的大巴的電芯給找了一下,如下所示這顆目前能量密度最高的 302Ah 是從原有的規(guī)格 240Ah 一路進化下去的,按照這個體積來算,比之前那顆,體積是 2.2 倍,換算一下我們之前看的長電芯容量 137Ah,由于方殼厚+大尺寸電芯能充分利用空間,所以需要再打 85%-90%的折扣,估算下來是 120Ah 左右。 

 

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圖 3 302Ah 的 70*174*200mm 尺寸 

 

目前還有一款厚度為 53 的,從 202Ah 演化到 228Ah 的電芯,如果按照這個來折算如下所示,估算的結(jié)果確實和我們的計算相同。 

 

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圖 4 228Ah 的尺寸為 53*174*208mm 

 

這幾款電芯的體積比較核算如下:

 

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02 50kwh 核 78kwh 成組構(gòu)型

      

第二部分 成組構(gòu)型 如果按照 120Ah 來測算,實際可能采用串聯(lián)的方式進行,如果按照 50kwh 來核算,那就需要 130 顆電芯,此時額定電壓為 416V,好像有一些偏高??赡軐嶋H的容量會有一定的調(diào)整,也可能電芯的能量密度做的比較高,容量能做到 130Ah 左右,使得電壓能夠降下來,這個事情的核心還是這個電芯的內(nèi)部設(shè)計。不過我們看到有幾個特點: 

 

原有的模組的尺寸是 1948*323*81 和 1860*323*81,如果按照這么考慮,放肯定能放得下。 

 

如果考慮快充和加熱特性,厚度要控制在一定的范圍,不能太厚 

 

這個 LFP 的泄壓閥設(shè)計的比較小,說明在 LFP 的設(shè)計條件下,這個電池熱失控的情況可能比較好 

 

我覺得很大的挑戰(zhàn),是在這個電池包的尺寸里面,如何做 78kwh 的方案,這個可能要在三元或者做成更大的電芯才有可能,LFP 的可能性目前還不明確。要把更多的 LFP 電芯裝進去真的比較難。

 

 

 小結(jié):今天刀片電池有個新聞發(fā)布會,其實對比比亞迪和寧德時代這兩款電芯的尺寸參數(shù),一個更長,一個把厚度做成厚一些,我是覺得是不是比亞迪可以不做成那么長的(把電芯做成 500mm),也把疊片電芯的厚度增加到 27 左右,整個工藝問題也不會特別困難。刀片的容量是 138Ah,兩個電池的容量可能也具備一定的相似性。


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