今天来讲一下电池供能:纯电动汽车使用高容量电池作为唯一的动力源,通常这类电池为锂电池,锂电池分为三元和非三元,为什么我这里讲是非三元,因为目前主流的锂电厂在安全得以保障的情况下,又进一步追寻提高电芯的能量密度,各公司目前开始在磷酸铁锂中掺锰、掺钴等。 电动机驱动: 车辆通过电动机进行驱动,其工作原理是将电池储存的电能转化为机械能,推动车辆前进,类似咱们小时候玩的四驱车里面的马达。零排放: 电车在行驶过程中产生零尾气排放,是环保出行的理想选择,有助于减少空气污染和温室气体排放,那为什么公司在追寻零排放呢,因为早在2004年联合国提出ESG概念至今已20周年,故大公司都会有这么个部门,故响应国家,响应联合国的政策。 充电基础设施: 纯电动车需要充电基础设施支持。 通常分为家庭充电、公共充电桩以及快速充电站,以满足不同使用场景的充电需求,这边的充电桩就是变压器的转换有家庭电压通过充电器转换你车子的电压如你手机充电器,而换电站就是相当于电池可拆卸,随用随换,如2008年诺基亚,电池还可以拆卸,使用万能充电器充电。
1、模组:负责储存和释放能量。2、结构系统:由密封盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓等组成,主要起到支撑、抗机械冲击、机械振动的用途。
3、电气系统:由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器等组成,高压线束将锂离子电池系统动力不断输送到各个需要的部件,低压线束实时传输检测信号和控制信号。
4、热管理系统:主要方式有风冷、水冷、液冷等,热管理系统相当于给动力电池Pack安装了一个空调,电池充放电的过程实际上就是化学反应的过程,化学反应释放大量的热量,要将热量带走,让电池处于一个合理的工作温度范围,以提高电池的寿命和可靠性。
5、BMS系统:主要为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电或过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。
二、电池包特点:
三、电池包装车的技术路线:
电池包的技术路线:目前电池包集成的技术路线主要分为三种,按时间顺次迭代分别为MTP、CTP、CTC其差异如下图
MTP(Module to Pack)
结构特点
:传统的电池包 MTP 是将电池和模块组合形成电池包。多个电芯组成一个模块,多个模块再加上电池管理系统(BMS)、配重模块等部件组合成电池包.优缺点
:优点是电芯受到外部结构件的充分保护,结构强度好,成组难度小;缺点是电池包内电芯的空间利用率低,模块的硬件成本占电池总成本的比例较高,一般为 15% 左右,且整体能量密度相对较低,单位电成本较高.应用情况
:早期的电池包多采用传统的 MTP 技术,如大众曾率先推动模块的标准化,提出了 355 模块等标准.
CTP(Cell to Pack)
结构特点
:CTP 技术摒弃了中间模块,直接将电芯集成到电池包中,然后安装在汽车车身上,本质是提高能量密度和降低成本。目前主要有两种思路,一种是以宁德时代为代表,将电池包视为一个完整的大模块来替代内部多个小模块的结构,逐步减少端板、侧板等结构件;另一种是以比亚迪刀片电池为代表的无模块解决方案,将电池本身作为强度部件进行设计.优缺点
:相比 MTP,CTP 电池包的空间利用率得到提高,体积能量密度提升,减少了不必要的模块组件,生产效率提高,成本降低。不过,CTP 技术对技术能力的要求更高,且安全性方面略逊于有模块堆叠的结构.应用情况
:2019 年 9 月,宁德时代全球首个 CTP 电池包下线,并安装在北汽 EU5 车型上。此后,比亚迪的刀片电池等 CTP 技术也得到了广泛应用,众多车企的新能源车型都开始采用 CTP 电池包,如特斯拉 Model 3、Model Y,小鹏 P7,蔚来 ES6 等.
CTC(Cell to Chassis)
结构特点
:CTC 电池集成方案主要有两种。一种是电池包底盘一体化,即将电池包直接集成到 chassis 车架中以取代地板,或者直接将乘客舱地板作为电池的上盖,实现车身地板与底盘的一体化;另一种是电芯底盘一体化,即将电芯的外壳焊接或粘接到底盘结构上,改变了电池的制造形式.优缺点
:CTC 技术进一步提高了集成度,增加了车内的 Z 轴空间,提升了续航里程,降低了成本,还能使整车的重量分布更加合理,操控性能有望提升。然而,该技术难度较大,对车企的研发和制造能力要求极高,且一旦电池出现故障,维修成本可能会增加,因为可能需要连带底盘一起更换3.应用情况
:特斯拉在 2021 年柏林工厂举办的 Giga Fest 活动中展示了 4680 结构电池(CTC)解决方案,其 CTC 电池包取消了模块设计,电芯密集排列在车辆底盘中,电池盖承担密封电池和车身地板的双重功能,座椅可直接安装在电池包上。宁德时代加速研发 CTC 技术,计划 2025 年左右推出自己的 CTC 解决方案,并有望在 2028 年升级到下一代智能 CTC;比亚迪也有相关布局.