PHEV動力電池的案例
某PHEV 車型動力總成的設(shè)計開發(fā)
圖4展示了并聯(lián)驅(qū)動模式下能量流示意，發(fā)動機動力和驅(qū)動電機動力，在多模減速箱內(nèi)耦合，通過差速器傳遞到驅(qū)動輪。
不同行駛模式時，各部件工作狀態(tài)見表5。
3.2 多模混合動力系統(tǒng)控制策略
3.2.1 驅(qū)動力分配與能量管理原則
PHEV多模混動系統(tǒng)驅(qū)動力分配，需要綜合考慮整車動力性和經(jīng)濟性的要求（表6）。
圖3 PHEV動力電池包
表4 PHEV動力電池包技術(shù)參數(shù)
圖4 并聯(lián)驅(qū)動能量流示意圖
表5 不同驅(qū)動模式下驅(qū)動系統(tǒng)部件工作狀態(tài)
表6 PHEV動力總成參數(shù)匹配影響要素
通過分析整車性能需求，同時兼顧整車性能和電池壽命，確定了不同車速/電量下驅(qū)動力分配原則：純電動行駛應(yīng)能提供日常使用，混合動力使用時較好動力性。具體方案如下。
1） 電量充足時，純電動行駛優(yōu)先使用。
2） 電池消耗到一定時（SOC＜30%），作為混合動力車使用。
3） 中低速或中低負荷，驅(qū)動由電機完成，要保證日常純電動。
4） 中高速或中高負荷，驅(qū)動由發(fā)動機單獨完成。
5） 急加速或超速時，電機跟進助力，實現(xiàn)動力從低速到高速有效過渡。
3.2.2 工作模式切換方案
依照上述能量管理原則，HP2多模動力系統(tǒng)在行駛過程中可根據(jù)電池SOC、加速踏板深度和車速的變化，在不同的行駛模式間進行切換。圖5展示了PHEV車型行駛模式切換方案。
當SOC值較高時，車輛以EV模式起步，在較低的車速且較小的油門開度條件下，車輛可保持在EV模式；當加速踏板開度加大時，車輛進入并聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機與電機同時參與驅(qū)動；隨著車速增高，車輛進入發(fā)動機驅(qū)動模式，并能根據(jù)電池SOC狀態(tài)，對電池進行行車發(fā)電。
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圖4展示了并聯(lián)驅(qū)動模式下能量流示意，發(fā)動機動力和驅(qū)動電機動力，在多模減速箱內(nèi)耦合，通過差速器傳遞到驅(qū)動輪。
不同行駛模式時，各部件工作狀態(tài)見表5。
3.2 多模混合動力系統(tǒng)控制策略
3.2.1 驅(qū)動力分配與能量管理原則
PHEV多模混動系統(tǒng)驅(qū)動力分配，需要綜合考慮整車動力性和經(jīng)濟性的要求（表6）。
圖3 PHEV動力電池包
表4 PHEV動力電池包技術(shù)參數(shù)
圖4 并聯(lián)驅(qū)動能量流示意圖
表5 不同驅(qū)動模式下驅(qū)動系統(tǒng)部件工作狀態(tài)
表6 PHEV動力總成參數(shù)匹配影響要素
通過分析整車性能需求，同時兼顧整車性能和電池壽命，確定了不同車速/電量下驅(qū)動力分配原則：純電動行駛應(yīng)能提供日常使用，混合動力使用時較好動力性。具體方案如下。
1） 電量充足時，純電動行駛優(yōu)先使用。
2） 電池消耗到一定時（SOC＜30%），作為混合動力車使用。
3） 中低速或中低負荷，驅(qū)動由電機完成，要保證日常純電動。
4） 中高速或中高負荷，驅(qū)動由發(fā)動機單獨完成。
5） 急加速或超速時，電機跟進助力，實現(xiàn)動力從低速到高速有效過渡。
3.2.2 工作模式切換方案
依照上述能量管理原則，HP2多模動力系統(tǒng)在行駛過程中可根據(jù)電池SOC、加速踏板深度和車速的變化，在不同的行駛模式間進行切換。圖5展示了PHEV車型行駛模式切換方案。
當SOC值較高時，車輛以EV模式起步，在較低的車速且較小的油門開度條件下，車輛可保持在EV模式；當加速踏板開度加大時，車輛進入并聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機與電機同時參與驅(qū)動；隨著車速增高，車輛進入發(fā)動機驅(qū)動模式，并能根據(jù)電池SOC狀態(tài)，對電池進行行車發(fā)電。
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圖3 PHEV動力電池包
表4 PHEV動力電池包技術(shù)參數(shù)
圖4 并聯(lián)驅(qū)動能量流示意圖
表5 不同驅(qū)動模式下驅(qū)動系統(tǒng)部件工作狀態(tài)
表6 PHEV動力總成參數(shù)匹配影響要素
通過分析整車性能需求，同時兼顧整車性能和電池壽命，確定了不同車速/電量下驅(qū)動力分配原則：純電動行駛應(yīng)能提供日常使用，混合動力使用時較好動力性。具體方案如下。
1） 電量充足時，純電動行駛優(yōu)先使用。
2） 電池消耗到一定時（SOC＜30%），作為混合動力車使用。
3） 中低速或中低負荷，驅(qū)動由電機完成，要保證日常純電動。
4） 中高速或中高負荷，驅(qū)動由發(fā)動機單獨完成。
5） 急加速或超速時，電機跟進助力，實現(xiàn)動力從低速到高速有效過渡。
3.2.2 工作模式切換方案
依照上述能量管理原則，HP2多模動力系統(tǒng)在行駛過程中可根據(jù)電池SOC、加速踏板深度和車速的變化，在不同的行駛模式間進行切換。圖5展示了PHEV車型行駛模式切換方案。
當SOC值較高時，車輛以EV模式起步，在較低的車速且較小的油門開度條件下，車輛可保持在EV模式；當加速踏板開度加大時，車輛進入并聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機與電機同時參與驅(qū)動；隨著車速增高，車輛進入發(fā)動機驅(qū)動模式，并能根據(jù)電池SOC狀態(tài)，對電池進行行車發(fā)電。
如電池SOC值較低，車輛只能以串聯(lián)驅(qū)動模式起步，并根據(jù)油門開度的變化，在串聯(lián)驅(qū)動-發(fā)動機驅(qū)動模式間切換。
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表4 PHEV動力電池包技術(shù)參數(shù)
圖4 并聯(lián)驅(qū)動能量流示意圖
表5 不同驅(qū)動模式下驅(qū)動系統(tǒng)部件工作狀態(tài)
表6 PHEV動力總成參數(shù)匹配影響要素
通過分析整車性能需求，同時兼顧整車性能和電池壽命，確定了不同車速/電量下驅(qū)動力分配原則：純電動行駛應(yīng)能提供日常使用，混合動力使用時較好動力性。具體方案如下。
1） 電量充足時，純電動行駛優(yōu)先使用。
2） 電池消耗到一定時（SOC＜30%），作為混合動力車使用。
3） 中低速或中低負荷，驅(qū)動由電機完成，要保證日常純電動。
4） 中高速或中高負荷，驅(qū)動由發(fā)動機單獨完成。
5） 急加速或超速時，電機跟進助力，實現(xiàn)動力從低速到高速有效過渡。
3.2.2 工作模式切換方案
依照上述能量管理原則，HP2多模動力系統(tǒng)在行駛過程中可根據(jù)電池SOC、加速踏板深度和車速的變化，在不同的行駛模式間進行切換。圖5展示了PHEV車型行駛模式切換方案。
當SOC值較高時，車輛以EV模式起步，在較低的車速且較小的油門開度條件下，車輛可保持在EV模式；當加速踏板開度加大時，車輛進入并聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機與電機同時參與驅(qū)動；隨著車速增高，車輛進入發(fā)動機驅(qū)動模式，并能根據(jù)電池SOC狀態(tài)，對電池進行行車發(fā)電。
如電池SOC值較低，車輛只能以串聯(lián)驅(qū)動模式起步，并根據(jù)油門開度的變化，在串聯(lián)驅(qū)動-發(fā)動機驅(qū)動模式間切換。
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表5 不同驅(qū)動模式下驅(qū)動系統(tǒng)部件工作狀態(tài)
表6 PHEV動力總成參數(shù)匹配影響要素
通過分析整車性能需求，同時兼顧整車性能和電池壽命，確定了不同車速/電量下驅(qū)動力分配原則：純電動行駛應(yīng)能提供日常使用，混合動力使用時較好動力性。具體方案如下。
1） 電量充足時，純電動行駛優(yōu)先使用。
2） 電池消耗到一定時（SOC＜30%），作為混合動力車使用。
3） 中低速或中低負荷，驅(qū)動由電機完成，要保證日常純電動。
4） 中高速或中高負荷，驅(qū)動由發(fā)動機單獨完成。
5） 急加速或超速時，電機跟進助力，實現(xiàn)動力從低速到高速有效過渡。
3.2.2 工作模式切換方案
依照上述能量管理原則，HP2多模動力系統(tǒng)在行駛過程中可根據(jù)電池SOC、加速踏板深度和車速的變化，在不同的行駛模式間進行切換。圖5展示了PHEV車型行駛模式切換方案。
當SOC值較高時，車輛以EV模式起步，在較低的車速且較小的油門開度條件下，車輛可保持在EV模式；當加速踏板開度加大時，車輛進入并聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機與電機同時參與驅(qū)動；隨著車速增高，車輛進入發(fā)動機驅(qū)動模式，并能根據(jù)電池SOC狀態(tài)，對電池進行行車發(fā)電。
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表6 PHEV動力總成參數(shù)匹配影響要素
通過分析整車性能需求，同時兼顧整車性能和電池壽命，確定了不同車速/電量下驅(qū)動力分配原則：純電動行駛應(yīng)能提供日常使用，混合動力使用時較好動力性。具體方案如下。
1） 電量充足時，純電動行駛優(yōu)先使用。
2） 電池消耗到一定時（SOC＜30%），作為混合動力車使用。
3） 中低速或中低負荷，驅(qū)動由電機完成，要保證日常純電動。
4） 中高速或中高負荷，驅(qū)動由發(fā)動機單獨完成。
5） 急加速或超速時，電機跟進助力，實現(xiàn)動力從低速到高速有效過渡。
3.2.2 工作模式切換方案
依照上述能量管理原則，HP2多模動力系統(tǒng)在行駛過程中可根據(jù)電池SOC、加速踏板深度和車速的變化，在不同的行駛模式間進行切換。圖5展示了PHEV車型行駛模式切換方案。
當SOC值較高時，車輛以EV模式起步，在較低的車速且較小的油門開度條件下，車輛可保持在EV模式；當加速踏板開度加大時，車輛進入并聯(lián)驅(qū)動模式，發(fā)動機與電機同時參與驅(qū)動；隨著車速增高，車輛進入發(fā)動機驅(qū)動模式，并能根據(jù)電池SOC狀態(tài)，對電池進行行車發(fā)電。
如電池SOC值較低，車輛只能以串聯(lián)驅(qū)動模式起步，并根據(jù)油門開度的變化，在串聯(lián)驅(qū)動-發(fā)動機驅(qū)動模式間切換。
展開 WEY VV7（GT）PHEV 動力電池探秘
02
結(jié)構(gòu)組成
動力電池包由電池模組、電池管理系統(tǒng)BMS、BDU總成以及手動維修開關(guān)、上殼體、下殼體、水冷板、導(dǎo)熱墊、隔熱墊等零部件構(gòu)成，包含機械連接、電氣連接、防護、熱管理等功能。
PHEV方向的軟包鐵鋰電池
插電式混合動力汽車的迭代，是從2010年開始，到目前國內(nèi)外已經(jīng)歷過了2-3代的車型，但PHEV的電池發(fā)展存在一定的瓶頸。
隨著PHEV車型的平臺化和通用化，電池系統(tǒng)采用了通用的電池模組設(shè)計，而下一步的方向是：電池系統(tǒng)越來越多地傾向于和純電動相似，布置在車輛底部；在這樣的布置要求下，PHEV電池模塊也要求模塊尺寸減小并扁平化，組合更靈活。
2022年隨著很多國內(nèi)DHT插電車型在這個領(lǐng)域的啟用，觀察PHEV電池的發(fā)展成了一個有意思的話題。
在這方面——8、10、18、22甚至更高40kwh的鐵鋰電池怎么用——目前弗迪和蜂巢兩家鐵鋰的做法可能是一個主流方向。
備注：圍繞高鎳三元開發(fā)的PHEV電芯，現(xiàn)在沒太多企業(yè)在重視開發(fā)
▲圖1 《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0版》中PHEV電芯方向也出現(xiàn)偏差
Part 1 弗迪電池
比亞迪在自家DMI車型上開始使用軟包磷酸鐵鋰電池模組（簡稱小刀片），在這里實質(zhì)上是一種采用二次密封技術(shù)，電芯采用軟包（鋁塑膜）封裝，刀片電池采用硬鋁外殼封裝。
▲圖2 弗迪電池在PHEV電池上的規(guī)劃
從這個意義上，也確實能實現(xiàn)上述不同的不同容量（26Ah、40Ah、42Ah、47.7Ah、65.2Ah和85.2Ah）不同尺寸的設(shè)計。從目前的邏輯來看，軟包的最大特點還是尺寸可以裁剪，把軟包電芯通過內(nèi)部的支架再卷起來，然后通過固定的方式內(nèi)部使用。
▲圖3 小刀片電池采用8殼電芯
如下圖4和圖5所示，這個接口把每個電芯的電壓接出來了，然后通過統(tǒng)一的連接器接到CMU上去。
展開 如何看待Stellantis召回的PHEV電池？
LG三元的故事還在繼續(xù)，近期由于潛在的火災(zāi)風險，Stellantis正在召回 19,808輛Pacifica Hybrid（PHEV車型）。
從目前限定的范圍來看，召回的車型局限在MY2017-18車型，召回是在內(nèi)部調(diào)查發(fā)現(xiàn)Pacifica Hybrid總共發(fā)生了12起火災(zāi)之后進行的，所有這12起火災(zāi)都發(fā)生在車輛停放和熄火時，其中8起在充電。從目前的邏輯來看，我們也能看到在插電領(lǐng)域的車型，也會來一波鐵鋰化。
我們可以理解國內(nèi)和海外存在監(jiān)管差異，包括本身車企對起火事故的容忍率的差異，這個召回帶來的損失，可能都會被計入電池企業(yè)的質(zhì)量費用撥備。
▲圖1.Pacifica Recall
備注：目前SDI和LG兩家都在PHEV電池上出過錯，前者涉及制造的鍋更大一些，后者目前已經(jīng)讓人完全搞不清楚了。
Part 1
Pacifica Hybrid的電池設(shè)計
這個電池系統(tǒng)總共16kWh，如下圖所示，這是LG產(chǎn)品序列下標準電芯P2.X系列，主要的用戶包括GM、Volvo、Stellantis（北美和歐洲都用）。
▲圖2.這款產(chǎn)品的電池系統(tǒng)
這是這款模組的基本情況，我的理解，這個模組是LG自己設(shè)計的CMA版本，主要用在Volvo和Stellantis，GM的PHEV/EREV系列產(chǎn)品設(shè)計是不一樣的。
▲圖3.PHEV模組
12起起火是否造成車主的傷害或事故，從內(nèi)部評估和處理結(jié)果來看，Stellantis敦促所有車主在長期使用以后，不要給Pacificas充電，并將車停在遠離其他車輛或建筑物的地方——和Bolt EV一樣。
展開 干貨‖HEV-PHEV混合動力系統(tǒng)構(gòu)型分析
干貨‖產(chǎn)品定義評審與工程目標設(shè)定
干貨‖BENCHMARK process for Target setting
干貨‖21世紀汽車動力技術(shù)的發(fā)展路線
干貨‖混合動力車電機布置分類與對比
干貨‖混合動力車安全操作
干貨‖混合動力車的電池結(jié)構(gòu)特點與電池系統(tǒng)比較
干貨‖新能源汽車整車及零部件測試
干貨‖動力蓄電池測試檢測項目和測試標準
干貨‖動力電池PACK測試項目詳析
干貨‖焊裝同步工程
干貨‖傳統(tǒng)車與混合動力車的主要區(qū)別
干貨‖混合動力汽車的發(fā)展趨勢
干貨‖混合動力產(chǎn)品開發(fā)
干貨‖動力總成耐久性分析
干貨‖沖壓同步工程(SE)
干貨‖汽車尺寸工程關(guān)鍵技術(shù)
項目及項目管理
干貨‖內(nèi)飾零部件VOC、氣味性提升解決方案
硬貨‖傳統(tǒng)變速器所面臨的挑戰(zhàn)與未來新能源汽車驅(qū)動
干貨‖輪胎的數(shù)字化建模和有限元分析方法
干貨‖汽車動力傳動系統(tǒng)匹配方法
干貨I輪胎性能仿真CAE與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法
干貨I感知質(zhì)量評估
展開 解析比亞迪在BEV和PHEV中電池選用規(guī)格的不同
● PHEV電芯
主要覆蓋26Ah、40Ah和47.7Ah三種，目前來說40Ah的結(jié)構(gòu)似乎有點問題。這個在朋友圈里面看到很多起的事故，待官方有說法了我們再來解析。
比亞迪選擇這個電壓體系，我覺得還是挺有意思的，最大的好處是可以用同一顆電芯來配置不同的能量，這算是刀片電池最大的精髓了。不同的電壓對應(yīng)能量，可以衍生出相似設(shè)計下不同的梯度來（見表2），這基本和圓柱的思路一模一樣。
▲表2. 電池的選用表格
▲圖6. 兩種不同的PHEV電芯組成的刀片厚模組
從能量密度來看，目前BEV普遍分為140 Wh/kg和150Wh/kg兩個檔次，PHEV由于不要求能量密度，整體的分布如下表3所示：
▲表3. 能量密度的表格
小結(jié)：比亞迪的電池，從電芯來看是非常簡單的，組合出來的Pack主要是圍繞電壓在調(diào)整能量。由于之前IGBT的耐壓限制，這種打法到其他車企上就不太能操作，也限制了比亞迪電池往其他車企的使用。
展開 
歐陽明高丨HEV-PHEV混合動力系統(tǒng)構(gòu)型分析
作者：清華大學教授、中國科學院院士 歐陽明高 ......
預(yù)計2025年我國將需要近900GWh的動力電池 | 動力電池產(chǎn)業(yè)報告（2022版）
具體來看：
1、構(gòu)建出行全場景的補能體系，實現(xiàn)跨城出行以及提高續(xù)航里程和解決低溫性能衰減等方面能有效解決充電和續(xù)航焦慮；
2、加強電池云端監(jiān)測和電池熱傳播途徑技術(shù)創(chuàng)新能有效降低動力電池熱失控風險，提升安全性；
3、鈉離子電池、4680電池、采用硅碳負極材料和無鈷正極材料的高鎳低鈷電池及固態(tài)電池等新一代產(chǎn)品將加速落地。其中，鈉離子電池受限于能量密度，未來或?qū)⒆鳛殇?em>電池的補充，用于儲能、低速電動車等特定場景。全固態(tài)電池要想實現(xiàn)2025年量產(chǎn)，還需突破成本、循環(huán)壽命以及生產(chǎn)工藝等挑戰(zhàn)；
4、CTP、CTC技術(shù)能極大提高體積效率和能量密度并降低成本，將加快在車端的導(dǎo)入和應(yīng)用。
本報告共分為四個部分。第一部分是研究背景，包含動力電池產(chǎn)業(yè)鏈、政策和產(chǎn)業(yè)最新動態(tài)介紹；第二部分是國內(nèi)市場分析，重點分析了動力電池市場現(xiàn)狀并預(yù)測了未來動力電池產(chǎn)業(yè)需求和動力電池回收市場規(guī)模；第三部分是技術(shù)趨勢分析，重點分析了系統(tǒng)趨勢、新一代動力電池技術(shù)、電池材料發(fā)展和回收技術(shù)；第四部分是對重點企業(yè)進行布局和產(chǎn)品進展進行展示，如最近很火的欣旺達和蜂巢能源等。
從產(chǎn)業(yè)鏈來看，動力電池包含上游原材料開采，中游動力電池生產(chǎn)和下游動力電池應(yīng)用和回收等多個環(huán)節(jié)。其中，動力電池原材料涉及面非常廣，如電芯生產(chǎn)端就包含生產(chǎn)三元正極的鎳鈷錳、碳酸鋰或氫氧化鋰等原材料，也有生產(chǎn)磷酸鐵鋰正極的碳酸鋰和硫酸鐵，還有制備隔膜、電解液以及隔膜等相關(guān)原材料。而生產(chǎn)過程主要包含電芯、BMS、熱管理和殼體以及動力電池產(chǎn)品等制造。
展開 電動汽車動力電池均衡方法研究 附電動汽車動力電池管理系統(tǒng)設(shè)計譚曉軍下載
1引言
電動汽車在運行過程要依靠大量電池進行動力支撐，為電動汽車提供動力組合電池被稱為動力電池，動力電池通常是將許多單獨電池進行組合，經(jīng)過串聯(lián)手法形成的大型電源供應(yīng)裝置，在日常生活中，最為常見的動力電池通常是由280個電壓在1.2V的單獨氫電池構(gòu)成，其內(nèi)部電量容積為336V。在使用動力電池的過程中，由于內(nèi)部組合電池存在差異性，并且對外界反應(yīng)程度不統(tǒng)一，因此在使用過程隨著使用時間的增加，會導(dǎo)致組合電池之間的差異性更加顯著，不能在進行高效的運轉(zhuǎn)，甚至還會對周圍電池造成損壞。在電量耗光后如果不對其中性能較差的電池進行更換或維修，就會導(dǎo)致該種電池繼續(xù)存在于動力電池中，嚴重危害整體電池的使用周期，還可能會在使用過程中內(nèi)部溫度的升高作用下，產(chǎn)生大量的熱能使得電池爆炸，造成安全事故的發(fā)生。因此進行均衡方式對動力電池的差異進行應(yīng)對就顯得十分重要。
2均衡方法
在動力電池中要探查組合電池的差異，首先要對電池進行荷電狀況的檢查，電池荷電狀況時電池功能差異的體現(xiàn)，也是進行均衡處理最為高效的途徑。但在對電池的荷電狀況進行檢測時，荷電狀況會隨著周圍環(huán)境的溫度、電池放電速率以及復(fù)合次數(shù)影響，所得出的數(shù)值與實際存在較大出入。并且要進行每一個動力電池的荷電狀況檢測，工作量較大，進行電池檢測、維修、更換的成本較高，缺乏實用性。針對上述情況，應(yīng)當引入均衡技術(shù)進行動力電池檢測，能夠大幅度優(yōu)化檢測流程。電池內(nèi)部存在的均衡電壓能夠在一定程度上壓制電池的荷電狀況，使用分類均衡能夠有效提高進行電池均衡的效率，并且減少了成本投入。
2.1集中均衡方法
集中均衡就是將動力電池內(nèi)部的所有電池的均衡電路設(shè)置在一個均衡裝置中，其均衡框架示意如下圖1所示。
展開 預(yù)計2025年國內(nèi)動力電池出貨量將接近460GWh丨新能源動力電池產(chǎn)業(yè)報告（2021版）
2020年全球新能源汽車市場穩(wěn)步增長，動力電池裝機量隨之同步增長，中韓企業(yè)領(lǐng)跑行業(yè)，日系僅松下進入TOP10，主流車企加速布局動力電池業(yè)務(wù)，新材料、新工藝成為電池企業(yè)技術(shù)研發(fā)的重點方向；磷酸鐵鋰性能上限持續(xù)被挖掘，市占率有所回升，動力電池安全問題在技術(shù)的創(chuàng)新下得到緩解。
受益于新能源汽車的快速滲透，預(yù)計2025年動力電池需求量將接近1000GWh，2030年超過2500GWh；三元仍是未來主流技術(shù)路線，隨著電池產(chǎn)品技術(shù)迭代升級，下一代三元電池電芯成本有望在2023年實現(xiàn)80美元/kWh，電池包成本將有望下降至95美元/kWh。
蓋世汽車研究院圍繞動力電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、市場分析、技術(shù)與成本、重點企業(yè)進展及規(guī)劃等方面對產(chǎn)業(yè)進行解讀，為電動車產(chǎn)業(yè)人員、電池從業(yè)人員、車企人員、投資機構(gòu)及相關(guān)讀者提供參考。
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