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电池系统大模组和CTP的设计

2020-11-29   点击量:30

ER6电池系统(来源:绿芯之友)


引言:今天绿芯发了荣威ER6的最新方法《如何在提高能量密度的同时,确保安全可靠?——ER6电池系统解析》,从下半年开始大模组和CTp的方法陆续会出来,我们可以根据目前的信息来整理下目前以大模组和CTp为代表的方法特点。


01大模组的架构


ER6是典型的从355模组往大模组过度的一个电芯,这个电池设计是在之前整个pack的尺寸结构中,按照结构的设计考虑多个标准模组进行打散重组,根据pack系统集成的定制化大模组的方法。在这种方法里面我们能看到


1)模组的数量少了,随之而来的零件数量大幅减少,重要是模组固定、Busbar连接、低压连接线很多的工作,都在模组内完成了2)ER6的案例里面体积能量密度提升34%,电池包体积能量密度提升了34%。在同等尺寸电池包,电池能量提升了20kWh电量


图1从标准模组到大模组(来源:绿芯之友)


下面这张图非常的典型,CMU从之前的主从结构简化为三个,水冷板从每个模组进化到每个Section,到现在一共两块水冷板,与之对应的管路也减少到了很少一部分。母线排其实简单来说,真的只有8根。


图2大模组方法下的零部件简化(来源:绿芯之友)


我觉得现在的核心问题,还是在方壳大电芯的路线下,用811的化学体系,这个泄压阀开起来差异性很大,而且电芯的耐受性差异很大。使用大模组的办法,可以有效的在同等壳体里面放入更多的能量,因此就不要走升级电芯才能升级能量的做法,这种做法有效的控制了能量需求和安全性折衷的问题。


02CTp和大模组的差异


无独有偶,北汽的EU5是第一个宣布使用CTp的,在这个案例里面,也同样是从355模组切换到5个大模组CTp的方法,模组的尺寸是根据pack的原有尺寸进行分解,然后统筹长宽进行设计。


我们可以理解为,CTp发展到乘用车里面,是以之前车型的pack设计为出发点,在尺寸分割上采用统筹,使用双排模组把模组加大到12kwh(这个数据比590模组大一倍)当然大模组的设计差异,最重要是GB标准把模组安全拿掉了,只考虑Cell和pack这两层的安全性和考核性能,这样重组之后的12kwh的大模组假如结构上不能支撑原有的结构设计要求,就考虑借用pack的设计,使用胶水把pack和这个大模组进行粘接形成一体化,目前看下来这是一个最大的分界点。


当然这个里面,相似的电量,减重的效果大约有80kg,这些重量的下降意味着cell=>pack成本的下降,重要降在这里。


图3CTp设计减重的效果


小结:今年下半年,大部分车企的新一代的电池系统会陆续更新,某种意义上MEB从之前的MQB的390模组往590模组也是一种模组大型化的设计,而依托于原有电芯规格改进而来的双排大模组定制设计的方法会陆续看到在国内公司上市,各个车企都开始下一阶段500公里和600公里车辆的军备竞赛,除了特斯拉以外大家也可以看看。


钜大特种电池工程研究院

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