在文章标题上皮了一下,请大家谅解,为了推而广之的流量,不得已而为 。这里我特意用了“神化”,而不是“神话”,请各位细品。
本文不是比亚迪官方通稿,也绝对不是BYD友商黑稿,各位迪粉与迪黑请戒骄戒躁。
刀片电池有:两种-两种-两种
开宗明义,重复三遍以加深印象。比亚迪的刀片电池有两种:
- EV纯电动车刀片电池。我称之为“ 扁刀 ”。
- DM-i超级混动车刀片电池。我称之为“ 厚刀 ”。
之前写过一系列《 刀片电池分析 》的文章,里面提到过,这两种刀片电池除了单体电压和容量不同外,最大的差异点在于电芯制造工艺不同,DM-i使用了卷绕工艺,而EV刀片电池使用了叠片工艺。一图胜千言,下图是两种工艺的比较。卷绕工艺是传统工艺,甚至与特斯拉的圆柱形电池工艺都类似。叠片工艺对电池外壳内空间利用更充分,能量密度更大,这是比亚迪的秘技!
刀片电池的“神化”
不得不说,刀片电池的营销颇为成功。如今,只要一谈起刀片电池,基本上大家都会张大口型吐出“牛~掰~”二字,言必称针刺实验,如果不是外星人,应该都知道刀片电池不会着火。似乎刀片电池能包打天下,是汽车电动化解决方案的万能灵药。然而我个人不太习惯这种“神化”,有两点我想钻下牛角尖:
- 针刺实验
- 充放电倍率高
关于针刺试验
目前,我在网上看到的所有针刺试验,都是EV“扁刀”被刺穿,而DM-i“厚刀”被刺的视频或目击文字描述迄今未见。
尽管两种刀片电池都采用了磷酸铁锂材料, 但是磷酸铁锂电池是否就一定能通过针刺试验呢? 弗迪副总孙华军回答过这个问题,可能会颠覆一部分人的固有认知。
虽然此刀非彼刀,但杨冬生的发布会PPT写了DM-i专用功率型刀片电池 符合针刺试验标准 。相对于其他厂商的科幻类PPT,我相信比亚迪没有吹牛,希望比亚迪市场部能尽早放出真刀真枪的试验视频,为DM-i车型的推广再助一把力。
刀片电池的充放电倍率
之前对刀片电池的宣传,充放电倍率高是一个经常被提及的卖点。在充电倍率方面,来自比亚迪的消息称,刀片电池快充可以达到1.5C,峰值可以达到2C。从下面汉EV的“扁刀”电池包参数看,这个说法基本靠谱儿,最大充电电流为210A,对应1.56C。(数据来自 今日头条@新能源汽车之眼 )
至于最大放电电流,663A对应5C,估计跟很多人的认知就有些不同了,很多人都认为刀片电池的放电倍率怎么也得10C起步摸高能到20C吧?我在 今日头条@唯电新能源汽车社区 某大V的文章中看到过这样的描述“ ...磷酸铁锂...放电倍率可以轻松超过15C ”。
必须坦白,我对于电池的物理化学特性没有特别深入的知识。但只从电气设计的角度来分析,5C这个峰值放电倍率是合理的设计。因为电池包本身的1C电流是135A,5C对应的663A已经很大了,如果放电电流达到10C即1350A,电气主回路中的逆变器、接触器、保护快熔还有电缆(或母排)无论容量还是尺寸都会很大,当然成本也会很高。汉EV四驱版的前轴电机是180kW,后轴电机200kW,总计380kW,计算下来,663A这个峰值放电电流正好可以Cover住这个总功率。所以,我认为即使是电芯本身可以承受15C以上放电倍率,电气回路设计的限制也不会用到这么大的倍率。
上面写了一大堆,都是“扁刀”电池的参数及放电倍率。再次提醒大家, 刀片电池有两种,下面看看“厚刀” ——DM-i专用电池的放电倍率。下面这张发布会PPT截图虽然坐标轴不是很精细,但也可以看出来,DM-i电池包的功率是小于EHS系统电机峰值功率的。
- EHS132电机峰值功率132kW,对应电池包功率约90kW
- EHS145电机峰值功率145kW,对应电池包功率约110kW
这个设计思路与纯电车汉EV不尽相同,汉EV的电池功率与电机峰值功率是1:1匹配的,而秦宋PLUS DM-i车系的电池包功率小于电机峰值功率,我汇总了一个表格,如下。其中比较有意思的是刚刚上市开售的唐DM-i,唐DM-i用的EHS160系统总功率为254kW,其1.5T发动机净功率98kW,254-98=156,四舍五入后我估计电池包容量为160kW,竟然与电机峰值功率1:1匹配!
可以看出,“厚刀”电池的放电倍率虽然比“扁刀”大些,但也没有轻松达到15C。我注视这堆数字良久,发现了一个规律, DM-i车系电池包的峰值电流都正好小于300A,这可能就是整个系统设计的基准点 。放电倍率不是设计基准,系统最大工作电流才是。这个300A电流的上限设计,我认为可能有3个方面考虑:
- EHS系统是一个高度集成的系统,发电与电动双电控(两套逆变器、接触器、熔断器等关键器件都在一个大金属壳中)的尺寸及散热限制了内部主回路器件的选型。
- DM-i电池包采用了新型冷媒直冷方式,而汉EV的扁刀电池包仍用传统液冷。虽然杨冬生提到过冷媒直冷方式的 换热效率 高于传统液冷,但其 冷却量 与扁刀电池液冷系统相比却有可能小一半(跟压缩机大小相关),所以汉EV电池包峰值电流可以到663A,而DM-i电池包最大电流只能到300A。(笔者注:关于此点我没查出压缩机制冷量具体参数,仅是推测,但这种只讲局部优点回避整体局限的市场宣传手法很常见!)
- DM-i单体电池厚度是EV刀片电池的2-3倍,单节电池的总能量也是EV刀片电池的3-4倍,所以厚刀电池本体散热能力弱于扁刀电池。
软件工程师可能很难体会,所有与能量部件相关的设计,散热是永远绕不开的甚至是最主要的矛盾, 这就是真实的物理世界 。
DM-i与四驱
前面铺垫了这么多,终于到了分析四驱的时刻,这是因为系统最大工作电流基本决定了DM-i可不可以配四驱,或者配什么水平的四驱。
首先要排除掉奇骏或途观那类传统的 前置四驱 ,因为DM-i车型底盘中间都被电池包占满了,没有空间安装四驱传动轴。
如果上四驱,我认为只可能是电四驱,即在后桥加装电机,驱动后轮。对于这种四驱模式,最关键的是要看底盘还有没有空间安装后桥电机及驱动模块。幸运的是,宋PLUS及唐都有空间! 今日头条@踢车帮 做过宋PLUS的底盘讲解,说得很清楚,参见下图。
至于唐,就更没问题了,因为现款唐DM就有后轴电机及驱动。
那么,接下来要想清楚的问题是,DM-i车型需要什么样的四驱:
- 是经济型四驱?
- 还是性能四驱?
所谓经济型四驱,我的理解是仅限于雨雪天气防打滑、上马路牙子不费力、或简单越野路况可脱困。
所谓性能四驱,那就是要爬最陡的坡、跑最软的(沙)地、零百加速5秒左右.....
如果以现在DM-i系统的的电池包功率看,即系统工作电流上限是300A,只有可能上经济型四驱。经济型电四驱的代表是丰田最新上市的RAV4插混,其前轴电机135kW, 而后轴电机只有40kW ,总功率是175kW。这个系统总功率刚好与EHS145系统的最大功率173kW持平。
至于性能四驱,我把关注度最高的车型列了一个表格,如下:
可以看到,红色高亮的电池包峰值电流全部都大于300A,其中最大的是蔚来,我对蔚来是否真能输出这么大峰值电流是打着问号的,这个电流确实太惊人了!另外,这种性能四驱的总功率需求基本都在250kW以上(除了理想ONE为240kW),而EHS160的系统总功率将将达到254kW。
写在最后
本文最早写作于2021年4月下旬上海车展期间,当时我认为目前EHS145及EHS160这两套动力系统的功率是不足以支撑性能四驱的。但是,2021年6月中旬比亚迪申报了新的宋PLUS DM-p车型,其动力系统是以EHS145为基础,搭配了更大的1.5T发动机,后桥配置了120kW电机(参见我的文章《宋PLUS DM-p横空出世...》)。这种DM-p的动力系统是否可以称其为Powerful的性能四驱?我后续将从电池包的功率角度进一步分析。
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用大电池,30多度的,200km续航的。电压上去了,功率就够了。
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刀片电池还是很安全的
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dmi四驱就是dmp啊
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学习了,还分薄的和厚的
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