眾所周知,隨著國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)不斷向深度發(fā)展,市場競爭趨勢與不斷升級的消費需求成為要求新能源車企核心技術(shù)突破的雙重壓力。對于純電汽車而言,動力電池整車成本占比極大,且與產(chǎn)品續(xù)航能力的擴展直接掛鉤,再加上后補貼時代轉(zhuǎn)眼將至,上游產(chǎn)業(yè)鏈原材料價格持續(xù)上漲等多種導(dǎo)向型原因,綜上,動力電池核心技術(shù)成為車企下一階段極其重要的布局方向。
歐拉汽車作為長城汽車集團旗下的主要新能源汽車品牌,在市場布局和產(chǎn)品規(guī)劃方面都用快節(jié)奏主打細(xì)分領(lǐng)域。同樣,在動力電池的核心技術(shù)研發(fā)上也不曾落下,那么其電池的技術(shù)在行業(yè)中究竟屬于何等水平,其技術(shù)有什么樣的優(yōu)勢呢?今天我們以歐拉R1為例,對它的電池包設(shè)計思路進行下全面的分析。
輕量化設(shè)計思路加持,性能與可靠兩把抓
歐拉R1目前的電池包質(zhì)量能量密度大于160Wh/kg,體積能量密度達到193Wh/L;而且在有限的空間內(nèi)電池總電量達到33kWh,最終實現(xiàn)了351km的工況續(xù)航里程。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)表現(xiàn),可以看出歐拉在技術(shù)方面做足了功夫。
科普一下,目前動力電池單體的封裝方式有兩種,軟包和硬殼,在硬殼當(dāng)中又有方形和圓柱形電池的劃分。不過,軟包電池雖然能量密度高、循環(huán)性能好,但電池的一致性差一些,而且由于鋁塑結(jié)構(gòu)的材質(zhì)和工藝,成本高還容易漏液;而圓柱形電池制造工藝成熟、自動化非常高,因此成本上也具有優(yōu)勢。但由于單體的電池能量非常低,所以在PACK成組的時候需要大量的圓柱單體,數(shù)量多所以在電池一致性方面難以保證,容易造成電池內(nèi)阻高發(fā)生危險。相比之下,方形硬殼電池內(nèi)部材料卷繞或疊片都更加緊密,而且硬殼材質(zhì)也不容易膨脹,還可以配備防爆透氣閥,更加安全。
因此,歐拉R1配備了配比為523的方形鋁殼的電芯,兼顧安全性和一致性,電芯間隙極小,鋁制封裝材料重量更輕,在電池能量密度上也可以做的更高。以此,來保證歐拉R1在使用中最基礎(chǔ)的可靠性、輕量化效果和續(xù)航能力。
進一步看歐拉R1的模組,其設(shè)計采用一并6串,整包電池共有15個模組。單一模組的重量為11.3kg,總能量為2.19kWh。為了增加單一模組的高導(dǎo)熱性,還采用了無底板設(shè)計,來更好的降低熱阻,使其冷卻能力提升約40%;同時也增加了輕量化設(shè)計,來保證提升成組效率和模組能量密度。
而在電池整包的結(jié)構(gòu)設(shè)計上,從這幅圖中可以很清楚的看到內(nèi)外結(jié)構(gòu),上下殼體、電池模組、電池加熱系統(tǒng)、BMS電池管理系統(tǒng)和線路接插口等等。在這一部分,歐拉R1電池包的上殼體采用SMC材質(zhì),下殼體采用鋁型材拼焊工藝,其余零部件也都采用輕量化設(shè)計,減小重量的同時保證電池包高強度及剛度,通過振動、機械沖擊、跌落等一系列嚴(yán)苛機械測試,是可以達到超越國標(biāo)檢測標(biāo)準(zhǔn)的性能表現(xiàn)的。而且我們也以優(yōu)越的性能設(shè)計,實現(xiàn)了歐拉R1工作溫度范圍大,且在高低溫環(huán)境中智能調(diào)控,保證客戶嚴(yán)苛溫度環(huán)境中的正常使用;此外,電池包設(shè)計也考慮到諸如化學(xué)安全、機械安全及高壓電安全;并采用IP67級密封,保證車輛涉水安全,以及復(fù)雜工況環(huán)境用車的可靠性。
兼顧安全與可靠性,歐拉電池保護更全面
雖然作為一款A(yù)00級純電小車,補貼后售價7萬多,但在電池安全上絲毫不弱于售價15萬左右的純電汽車,可以越級對比。歐拉R1可以實現(xiàn)碰撞檢測、過充保護、短路保護、過溫保護、過流保護、主被動泄放、絕緣保護和高壓互鎖檢測等8重保護措施。
而之所以能夠?qū)崿F(xiàn)多重保護措施,與歐拉品牌BMS先進性的安全設(shè)計密不可分。歐拉的BMS電池管理系統(tǒng)可以通過安全設(shè)計、提前預(yù)測、實時診斷和安全預(yù)警確保動力電池處于安全運行狀態(tài)。安全設(shè)計層面,通過高精度的數(shù)據(jù)采集,和智能的策略計算來避免電池狀態(tài)進入偏差區(qū),從而進一步通過策略進行預(yù)測和修正,防止故障發(fā)生。并且還能實現(xiàn)電壓、電流、溫度、時間、電子件故障、老化狀態(tài)等維度設(shè)置多達7種診斷功能和響應(yīng)機制,防止進入危險區(qū),發(fā)生熱失控,從根本保證駕乘人員的生命財產(chǎn)安全。
除此之外,歐拉R1為了改善低溫下的電池性能,還配備了加熱系統(tǒng)以及電池包的保溫層,不僅能夠為在充放電過程中更好的改善電池運行的環(huán)境溫度,還能夠有效地降低模組與外界環(huán)境的散熱,使得歐拉R1的續(xù)航里程可以提升10%~20%。
總的來說,歐拉R1作為A00級別純電細(xì)分市場,售價區(qū)間在7萬左右的車型產(chǎn)品,在電池核心技術(shù)的各個方面,都有著超越同級別競品的技術(shù)優(yōu)勢。無論是從品質(zhì)、性能,還是安全和可靠性層面,對于車主用戶來說是一個非常不錯的產(chǎn)品選擇。而對于歐拉品牌而言,好的產(chǎn)品力,出色的核心技術(shù)實力同樣是制勝市場的關(guān)鍵,這一點,看好歐拉。