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电芯也躺平? 荣威 iMAX8 EV 电池技术解析
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此躺平非彼躺平。一般说起躺平,各位想到的应该会是心理躺平,无欲无求。而今天我们说的这个躺平是物理方面的躺平,因为荣威 iMAX8 EV 的魔法电池采用了躺式电芯,所以才会在这里引用躺平二字。

电池安全对于电动车来说非常重要,而对于主打家庭的中大型 MPV 荣威 iMAX8 EV 来说更是重中之重。下面就让我们来看看荣威 iMAX8 EV 搭载的上汽魔方电池在各方面的表现到底如何。

一、基本参数信息

首先我们来看下魔方电池的一些基本参数:

  • 电池包尺寸方面,长宽高分别为 1690*1300*110/125/135mm;
  • 排布方式方面,有 96 串、100 串、104 串和 108 串;
  • 密度体系上,低(钠离子、磷酸铁锂、M3P)、中(5 系、6 系、高镍三元)、高(硅碳负极、半固态);
  • 能量密度方面,低( 44/51/64/70kWh )、中( 64/77/90/100kWh )、高( 115/135/150kWh ) 。

魔方电池的英文名叫 ONE PACK,电池包顾名思义采用了标准化设计,这也是大规模通用型换电模式的基础。

从基本信息不难看出魔方电池的一大特色就是模块化,电池包长宽两个尺寸是固定的,通过 ONE PACK 平台化设计统一尺寸,单独的专利换电结构,所有电池包可实现在同一快换装置上快换和互换。

荣威 iMAX8 EV 采用的就是 125mm 厚度的电池包,这套电池包的能量密度达到了 195Wh/kg,电池容量为 90kWh,续航方面可以达到 550-570km(CLTC 工况)。

二、躺式电芯

在单独看电芯前,来看看魔方电池的内部结构。魔方电池内部有电池包上盖、躺式电芯专用压板、电芯监控单元、电气总成模块、高低压线束、躺式电芯和立式冷却组件组成。

魔方电池属于 CTP 电池技术的一种,但并不属于比亚迪和宁德时代的那两种类型,魔方电池是一种全新的类型。

魔方电池最大的特点就是能实现厚度可选,这一优势的源头来自躺式电芯。与目前市场上大量使用的立式电芯布局不同,躺式电芯在结构方面由于采用了“躺式”结构,在研发方面也是一个巨大的难题,因为结构胶会随着电芯膨胀以及压板相应变形,面临苛刻的受力工况,同时需要匹配电芯超长生命周期,这对结构胶性能提出了巨大的挑战。 

而上汽魔方电池则是经过开发测试了千余款结构胶方案,历经两万小时的可靠性验证,最终才确定了结构胶配方,实现电芯躺平。 

上汽集团副总工程师、捷能公司总经理朱军认为,躺式电芯最大的特点,就是超高集成度,电池包空间利用率大幅提高。

但有一个问题,在固定的电芯能量密度和体积下,为什么躺着放为什么会比立着放集成度更高,电池包能量密度更高? 

按照上汽的说法,躺式结构设计将横向的空间利用起来,魔方电池虽然采用 NCM523 电芯却能实现 NCM811 电芯的能量密度,CTP 成组效率达到 79.6%。

各位应该知道, NCM523 单体能量密度仅 200Wh/kg ,而 NCM811 单体能量密度高达 300Wh/kg ,这就是单体能量密度差距通过更高集成度的系统 Pack 拉平了。

此外,躺式布局还能延长电芯寿命。传统立式电芯方式是将电芯放置在了刚性框架的铁牢笼里,随着电芯的老化膨胀,受力条件将会急剧恶化,电芯只能在有限的空间内承担更大的压紧力。

而躺式电芯结构采用了柔性约束的方式,接合专用电芯压板,能够自适应电芯的膨胀,大幅降低电芯受力,从而增加电芯的循环寿命。

三、电池安全性

在整包电池的安全设计层面,荣威 iMAX8 EV 采用的魔方电池打造了“预、导、卧、隔、疏”五重防护机制,硬软协同、疏导阻隔多管齐下,创新性破解了“热失控”难题,为用户构筑了一道安全防线。

其中 7*24h 远程监控体系,可以通过自学习功能,使热失控可提前监测,防范于未然;提前散热系统能够远程监测到热失控,酝酿期即开启最大功率散热;

独有躺式排布电芯设计能够降低电芯之间有效接触面积,减小热传递通道;气凝胶阻燃材料可以有效实现物理热量隔离,确保单个电芯热失控后不影响周边相邻电芯;自动泄压防爆阀通过主动泄压,释放电池包内压力,使过热气体降温,防止气体喷射。

基于五重“黑科技”加码,魔方电池成功挑战了针刺实验,在钢针刺入电池包触发热失控后,被刺的电池包出现冒烟现象,但没有起火、爆炸,也没有出现热蔓延现象。

编辑总结:虽然现在上汽的魔方电池还没有大规模使用,但从此次技术解析会得到的信息来看,这套魔方电池有非常多的创新点,特别是支持换电这一点,一旦上量并且换电站丰富起来,那对于荣威 iMAX8 EV 来说会非常有优势,并且对上汽集团的其它车型而言也非常有优势。

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