关于小鹏G6的800v平台,我的一些思考
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之前流露出一张图,是G6的车身铭牌,显示了小鹏G6的额定电压是551V,额定容量159AH,构成了551*159=87609wh的电池包,应该就是87.5度电的三元锂,对应续航755km的版本,也就是大家吐槽的551v电压也称800v平台的来源。

小鹏g6铭牌

我们知道,一般三元锂单节电芯的额定电压是3.7v,满电电压是4.2v,缺电电压是2.75v。(以上说的三元锂电压工况,会随三元锂工艺用料不同,有所区别,中创新航的87.5度电池包,我不清楚单节电芯的额定电压和容量多少,无法贴合G6实际说明)多节电芯通过串并联组成电池包,串联增加电压,并联增加容量。

同样度数的电池,通过改变串并联,即可以改变额定电压和额定容量。在此我以九号电动自行车mmax110p用的48v30ah电池举例,此电池采用三星21700的三元锂电芯50e,单节额定电压3.7v,满电电压4.2v,满电容量5ah,我先用13节电芯串联,组成一个额定电压为3.7*13=48.1v,额定容量为5ah的电池组,而这个电池组满电电压为4.2*13=54.6v;再把6个这样的电池组并联起来,就形成一个48v30ah的电池包。那这个电池包的额定电压就是48v,额定容量就是30ah,满电电压为54.6v,度数为48*30=1440wh=1.44度电,总共用了13*6=78节三星50e电芯。

用同样的电芯,我们换个串并联方式来组电池包,20串4并,使用80节电芯,得到一块电池,额定电压3.7v*20=74v,额定容量5ah*4=20ah,满电电压4.2*20=84v,电量74v*20ah=1480wh=1.48度电。

锂电的充电过程一般是2个阶段,恒流阶段(CC)和恒压阶段(CV)。恒流阶段,充电电流稳定不变,随着电量的增加,充电电压随之升高,这样充电功率也是随之升高的。电池容量到达一定比例后,转为恒压阶段,此时,充电电压不变,充电电流逐渐减小,这样充电功率也就随之下降了。

回到上面举的例子,三星这个电芯是支持0.5c倍率充电的,意味着48v30ah的电池包可以以30ah*0.5=15a的电流进行充电。那这块电池组的峰值充电功率可以达到54.6v*15a=819w。而74v20ah的电池包充电电流是20ah*0.5=10a,峰值充电功率84v*10a=840w。

从以上例子,得出结论,若是同样度数的电池,组高压低容量和低压高容量,完全不增加电池成本,在充电电流和充电电压不受限制且不考虑电路损耗的情况下,实际充电功率也没区别。

那为什么说800v平台先进呢?

很多车友都提到了,800v平台的优势就是用高电压,小电流实现同样功率,这样可以让整个电路的电线可以做得细一些,减少车重,也降低成本;同时也能降低整个电路的内阻损耗和无效发热量。以上就是800v平台百公里能耗较400v平台更低的原因。(其实还有是因为SiC材料的使用,我不太了解,只知道是第三代半导体新材料,转换效率高。参考手机GaN充电器。

那同样度数的电池,用什么样的串并联方式组合,才能达到最优呢?我的思考是,一是最高电压需要在750v以下,这样在市面上所有国标桩都能请求到自身要求的最高充电电压;二是充电电流卡在电池充电倍率上限,能将电流跑满;三就是小鹏说的“全栈800v”的概念了,意味着全车上的高压电电器,都能在电池包的电压范围内稳定运行;四是要受到电池仓体积布局的限制。

现在官方数据手册出来了,g6和g9的单节电芯是同样规格(4c除外),三元锂都是额定3.67v159ah,那g9就是617/3.67=168串,g6就是551/3.67=150串。

我们看看g6的实际充电表现,图片引自网络搜索,在小鹏s4超快充桩上,低soc下,达到电压580v,电流492a,功率285kw。这里插一句,492a/159ah=3.1c,这块电池的时间充电倍率甚至超过了3c,对应上面我说的,将充电倍率拉满了。

小鹏s4超快充桩上,能达到电压580v,电流492a,功率285kw

而在第三方国标充电桩上,低soc下,达到电压558v,电流250a,功率140kw。

第三方180kw国标充电桩上,能达到电压558v,电流250a,功率140kw

再来看看现在市面上实施GB2011和GB2015的充电桩,都是限定了最大电流250a,而电压最大都支持750v。

GB2011充电桩
GB2015充电桩

而下一代国标提升了充电电流,按g6在老国标桩上请求的电流数据,低soc下充电功率也可以达到558v*396a=220kw。

下一代国标征求意见稿

结合以上,做一个简单总结,g9的3c的电芯无论是充电电压,还是在自建桩上的充电电流,都是可以拉满的,并且在下代国标桩应该也有不俗的表现。但g6因为采用同样电芯(应该是受供应链成本考虑),受限于电池仓体积布局,只能做到额定551v。

假设电池板能量密度一样,按同样空间还是能放87.5度电池算。换算一下,换成单节电芯3.67v140ah,170串,是最优解,电池包额定电压能到3.67*170=624v,吃满750v,3c电芯吃国标桩250a一点问题没有。

如果是这样,那国标桩的峰值功率能到多少呢?因为电流250a限制不变,其实就是能请求到高了的电压带来的功率提升,就是提升了(170串-150串)/150串=13%,之前三方桩最高140kw,那这样封装电池就是140*1.13=158kw。提升的18kw充电功率相比另外定制电芯以及备货维修件带来的成本增加,应该说意义不是太大了。

下面粗略聊聊小鹏的800v平台与其他电车搭载更高电压电池却未标称800v平台的车型又有什么区别,一切基于网络资料和自己思考,应该会有错漏,欢迎指出探讨。

其实以上内容都看完并了解了的车友(初中物理知识即可),应该也都明白了,高压平台,无非是从充电和放电已经兼容性去考虑。

如果海豹(550.4v)或者阿维塔11(614v)能在国标桩充电请求到更高的电压进行充电(我猜想是支持的,毕竟电池包的额定电压已经那么高了,如果用400v升压充电方案,那完全就是脱裤子放屁),那充电电流只要能达到250a,在老国标桩补能速度海豹和g6就没区别,阿维塔11因为电压更高,大概充电功率持平g9。但是在自主超快充电桩或者下一代国标桩上,就要比较电池支持的充电倍率了。若g6后期升级充电协议,也能在国标桩请求到s4桩上的电流,那意味着新国标桩充电也能达到280kw。当然阿维塔11对标的是g9,电压级来说是一致的,可惜电芯是2.2c的,下代国标桩上,估计充电功率要比g9略低一些。

放电方面,如果没有上全栈800v,那不管额定电压多高,可能都需要配置一个降压DC-DC,用以支持其他车内用电器的用电需求。其他车型没有宣传,我也查不到资料,不多分析,容易引战。

如果做某些网友嘴里说的额定800v,峰值要到954v,在1000v的桩上充电和日常使用能耗,肯定是优于617v的。但,现在真的能放弃遍地的750v桩,做一个次时代产品吗?亦或者需要像海豹一样,利用电机绕组,接受部分损耗,升压充电。

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专业好文。点赞。阿维塔我查了一圈,42号车库测试的90度电池包最大充电电流358A。358/147大约等于2.4C。阿维塔我觉得也用不到私有协议了,27930里规定的400A电流都达不到。

新国标还是20234,只是修订。27930是协议的标准。宣传2.2c实际2.4c,不愧是宁王。

回复 wideriver20234我理解是对充电桩接口硬件的国标。27930是充电桩和BMS通信协议的国标。

很专业,其实体验就好,对用户来说只看结果

所以g9才是体验完完全全拉满的800v啊,g6只能在大电流的桩上跟g9体验一致

写的好!

火钳刘明

科普好文但放在宣传上,直接宣传20分钟冲300公里的超级快充,这样就直观明了,不然还要被梦想铁军钻牛角尖来黑。