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小米汽车每日一问 之 小米电池包小故事(1) 为什么这样设计
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昨天预告了小米的麒麟电池结构设计,今天让我们从上汽魔方电池 奥特能平台和小米电池对比探讨弹性电池固定,热隔离,和双面水冷的设计对电池性能 安全 和头部空间的影响。

官方电池结构图

今天 让我们从小米麒麟电池的双面水冷和侧面气凝胶隔离讲起。一个安全,性能出色 而且尽量压缩垂直空间占用的电池包才适合运动轿车。作为同级别的电动跑车,保时捷taycan使用了LG的软包电池,甚至在车内做了脚坑来解放头部空间。但这样对电池安全性和整车结构都造成了影响,相信很多人多看过杭州夫妻taycan桩上隔离带刺穿电池包起火丧命的新闻。所以电池包的第一步是安全。

taycan的软包电池还是模组设计 散热和防护不足

为了实现单体热失控安全。比如被刺破或者碰撞变形。一定要实现完全的热隔离。保证热失控的单体可以顺利泄压,同时不会引起相邻单体热失控。为了实现单体热失控防护,目前市场上有几个有意思的设计可以供研究,一是奥特能的全部电芯用气凝胶隔热。这个电池确实安全,同时成本也很高,但有一个致命的缺点是气凝胶阻隔了电池的散热,因为散热和隔热很多时候就是互斥的。所以目前奥特能平台的车普遍没有超快充

上汽奥特能全气凝胶隔热设计

第二个设计是上汽的魔法电池,这个电池包为了实现单体热隔离,把两个电芯打横然后侧值。形成一个个小型的“魔方”然后在两列电芯间使用云母隔热。这个电池还创造的使用了上下弹性夹层来改善电池充放的应力,提示了寿命。电池热失控的气体可以通过侧面的排气阀排除,尽可能减小了电芯的相互影响。上汽魔方电池也是少数可以通过两个电芯同时热失控的三元整包电池。但是他的缺点和奥特能是一样的,散热还是只能靠电池底部单面散热,因为电池表面积最大的两个面要么和别的电芯叠在一起,要么被弹性夹层足够无法散热。

上汽魔方电池结构,侧置,弹性夹层,底面冷却

小米的麒麟电池是首个实现全倒置,两面水冷散热和侧面气凝胶隔离的电池包。而且如同我之前几期讲的小米的电池是自己组装的,pack线就在北京工厂内部。

小米北京工厂结构

如小米官图所示,小米电池的防护系统使用两侧的水冷弹性夹层配合165片气凝胶实现电池行列间彻底隔热的。电芯分为33行6列合计198个。因此刚好33行x5个间隔对应165快气凝胶。这样气凝胶配合双面水冷板实现了所有单体热隔离,同时可以保证散热,也可以预防热失控。此外弹性的水冷板还有类似上汽魔法弹性夹层的作用,可以改善电池应力,极大提升快充寿命。

对比奥特能的气凝胶只用在了需要冷却的大侧面,一是影响散热,不能快充。二是小侧面没有隔热,没有实现单体隔离,有单体热失控引起整包热失控的风险。而上汽的魔方电池也没有双面水冷导致快充能力有限。综合来看,小米电池包整包设计是目前最安全,快充性能最好同时兼顾了使用寿命的设计。

  PS 下一期我们讲讲小米电池包设计为整车性能带来的突破。祝大家周么愉快。

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