如何看待DM i的刀片電池設計?

今天看到朋友在分享DM-I 120公里的電池版本的信息(之前官方的說法,是覆蓋電池電量8.3~46kWh的電量梯度),是一圖流。
結合我了解的信息來梳理一下這個厚刀片電池的設計想法、構思和發展。從原理來看,本質上厚刀片是一種基于軟包磷酸鐵鋰的創新,從長期來看也未必不是一條路。

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖1

圖1 DM-I 厚刀片磷酸鐵鋰電池系統的設計


如何看待DM i的刀片電池設計?的圖2

Part 1 DM-i刀片電池的熱管理
在圖1里面,我們看到了和之前不一樣的東西——里面內嵌了加熱膜。也就是說,在展示的結構里面,還多了加熱膜,并且使用導熱凝膠盡可能在加熱膜上面降低熱阻。

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖3

圖2 展示的DM-i電池結構
在之前比亞迪宣傳的材料中,主要采取兩種模式:
1)電池散熱:采用冷媒直冷技術,直接將冷媒通入電池包進行冷卻,相比液冷減少了一級能量交換,換熱效率比液冷提升了20%。

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖4

圖3 DM-i的冷媒直冷技術
2)電池加熱:脈沖自加熱技術,通過電池高頻充放電,不僅能給電池加熱,還能加熱得均勻,脈沖自加熱效率比液加熱提升10%。

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖5

圖4 自加熱技術
但實際的情況來看,脈沖自加熱帶來的速率不確定,還不如在厚刀片電池表面貼上加熱膜來得更直接。如前面所述,其實不容易做的,特別是要把這么多顆串聯的磷酸鐵鋰電池均勻地加熱起來,光靠自加熱高頻振蕩效果不是那么理想

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖6

Part 2 DM-i的設計理念
我的理解,這個厚刀片的設計,是有點盯著豐田打的意思
這根特別長的厚刀片電芯,其實和豐田把多個小的標準鎳氫電池裝在狹長的大鎳氫電池里面有著異曲同工之妙。多個軟包在制作出成品以后,通過兩顆絕緣再加隔離的方式,把軟包電池放在一起,然后通過長的方殼體進行成組。
備注:在這個里面,殼體可能需要做特殊的絕緣處理,后面有詳細的拆解分析我們再來看

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖7

圖5 DM-i的電池設計,多顆軟包串聯然后整合在一節電芯里面
這樣做的最終目標,就是如下圖所示,把PHEV的成組率達到一個非常高的水平。這是電池系統布置工程師非常喜歡的結構,很簡潔美觀。

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖8

圖6 縱向布置模組
從電池結構來看,確實是不錯的設計,當然缺點就是這層套殼子的操作,是在電池模組線(其實類似模組的組裝),還有密封等操作,因此這個軟包電芯在制造成品率方面存在挑戰;特別是加了泡棉和壓力以后,一旦有一顆自放電問題電芯,整體電芯的特性就會受到挺大的影響。這種小容量磷酸鐵鋰普遍會遇到的比較大的制造挑戰

如何看待DM i的刀片電池設計?的圖9

圖7 DM-i的電連接和冷卻都比較簡單
小結:我其實挺喜歡這種設計的,總體Pack成本來看還是相對較低的,但是厚刀片電池整體的降本空間是否有進一步挖掘的潛力,還有待討論

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