哪吒发布天工电池:单体失控不起火;后续支持CTC-电动汽车观察家

哪吒发布天工电池:单体失控不起火;后续支持CTC

这年头,电动车企要没点电池黑科技,都不好意思出来混。

新造车势力中近期表现抢眼的哪吒汽车,当然不例外。喜欢中国传统文化的它们,推出了不起火的“天工电池”。名称取自明朝古籍《天工开物》,意思是“物自天生,工开于人。”

5月30日,哪吒汽车举办了一场线上的Netalks电池技术沟通会,详细介绍了天工电池的技术和特点。

哪吒的天工电池系统与众不同的点在于,除了安全,更多了算法的介入。

天工电池系统主要有三方面特点,在安全方面,主打隔热、阻燃和电气防护;热管理方面,有恒温热管理系统;在电池全生命周期管理方面,采用前瞻思维对电池进行闭环管理。以此做到安全、高效和节能。

此外,在前沿技术方面,哪吒方面还透露,其下一代(第三代)天工电池系统采用了CTB/CTC技术,并储备了滑板底盘技术,都将在近期公布。

目前这一技术将应用在粤港澳大湾区车展亮相的哪吒S车型上。

在这一技术加持下,哪吒S纯电版本CLTC续驶里程达到715公里,增程车纯电续驶里程也在300公里。当然,目前哪吒S公布的是两驱版本,四驱版本续驶里程略有差距。

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设计:兼顾安全和高比能

要做到电池包安全,就要阻断电芯的自燃,车企和电池企业一般采用的方法是堵和疏。

根据哪吒汽车总裁助理、汽车工程研究院常务副院长张洪雷的介绍,哪吒的天工电池系统则是从三个方面进行设计,分别是“魔鬼”级电芯测评体系、网格式的模组设计和密舱式电池包设计。

首先,在选电芯方面,哪吒制定了900多项电芯选型测评要求,其中性能测评要求超过400项、仿真开发与策略算法参数测评也超过400项,安全测评也有超过20项、机械可靠性测评、电化学数据测评和热性能优化与验证都有超过30项。据此,哪吒汽车严格筛选电芯。

张洪雷介绍说,单体电芯的防护层面,哪吒采用了耐高温的防护材料、内置短路的熔断保护、自开启泄压防爆阀,以及高水平极柱绝缘。

所谓网格式的模组设计,就是哪吒汽车联合C公司和清华大学做了电芯到模组再到整包的全系统仿真,设计出网格式的结构,可以兼顾电芯隔热和高比能。

哪吒汽车在电芯间采用了航天级的阻燃材料,隔热温度在1000℃以上;电气防护达到军工级别,采用800V以上的绝缘冗余设计、短路冗余设计,以及模组级短路冗余安全设计;采用隔仓式结构防护,使用轻质高强度这种铝框架,形成耐2000N以上膨胀的高集成大模组结构。

在结构方面,天工电池也要做到高集成和轻量化。电池包采用超轻复合上盖,高集成、双密封下箱体。热管理方面,哪吒的思路是热电分离、定向热疏导以及高温绝缘等相对常规的方式。

不过,在热管理方面,天工电池系统除了安全,还能做到高效和节能。

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热管理:主打智能、高效和恒温

天工电池系统的热管理,是定制化的保姆式的恒温管理策略,能够从知冷热、预测冷热,私人定制、全时域、全地域恒温控制,能够带来快速充电体验,以及持久的续航。

例如针对冬季续航问题,哪吒采用的是热泵热管理系统,在冬季的续航里程会增加20%,比传统的那种PTC的加热方式能耗会更好。

天工电池热管理主要能做到以下四点。

一是,智能前馈式热管理,在前端制定控制策略。例如,根据电池的温度、行驶工况等,计算精确到瓦级,选择最划算的模式,以节约能耗。

二是,智能行车加热功能。哪吒采用热泵热管理系统,进行多热源行车加热/保温,使得车辆在冬季续驶里程增加20%。

哪吒是中国第一个引入能量流域管理控制策略的车企,基于地图中的大数据信息,例如多少上坡、下坡,来分配能耗。通过AB点的距离,也可以知道在什么时间进行加热最合适,有助于续驶里程的大幅提升。

三是,高效冷却与加热系统。通过恒温液冷,让电池15—45℃的恒温状态占比达到95%,温升的加热速率也达到了每分钟0.8度,现在已经接近1度的水平。高温充电效率提升8%,低温充电效率提升10%。

四是,智能可预约式保温功能。哪吒在手机APP上加上了一些算法,比如在出门之前,可通过手机APP做一些预加热保温等功能,在寒冷天气里电池续航更有保障。

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全生命周期管理:前瞻性闭环管理

在电池全生命周期管理方面,哪吒采用了前瞻思维:通过大数据分析,全面深挖离群和其他潜在失效个体。通过远程诊断和便捷运维来做到全生命周期的闭环管理。

具体来看,哪吒具备全场景的算法能力,通过用户画像,制定一车一策,为客户做出定制化功能,并做到能源智慧管理和电池安全监控。

做到上述能力,需要强大的算法支撑。这部分能力离不开哪吒的合作伙伴——360和宁德时代。“与360的合作,为哪吒提供了用户大数据和云端能力,并为信息安全赋能。宁德时代作为重要股东,为哪吒提供前期电池的实验数据、生产数据;结合合众的整车数据、行驶数据打造出了整个闭环。”张洪雷说道。

哪吒汽车的算法可以覆盖全场景——行车、充电、静止多个场景。

将这些数据与电池设计的实验室数据进行对比,分析出像析锂、杂质、微短路、软件等问题,进行超前预警。

当然,这套系统也能估算出电池最终的剩余价值是多少。

目前来看,天工电池系统还处于第二阶段,就是定制大模组阶段,哪吒马上要开启第三阶段,即2023年将开启高集成CTC的阶段

此外,哪吒方面透露,其与宁德时代合作的CTC已经工程冻结,样车也做了几十台。他们会在明年年底对“山海平台”进行升级,后期会选择一个基地做工艺升级,相关信息都会在近期公布。

本文由 电动汽车观察家 作者:王 凌方 发表,其版权均为 电动汽车观察家 所有,文章内容系作者个人观点,不代表 电动汽车观察家 对观点赞同或支持。如需转载,请注明文章来源。
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