此前,搭载了上汽魔方电池的荣威iMAX8 EV正式开启预售,预售价格为27.98-32.98万元。新车搭载的是90kWh的三元锂电池组,CLTC纯电续航里程550-570km,电量从30%充至80%,需要30分钟。今天,我们就来看一看魔方电池它究竟有何优势。
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提升热失控安全防护等级
魔方电池结构最主要的目的之一便是提升电池在热失控是的安全防护等级,电池热失控是指蓄电池在恒压充电时电流和电池温度发生一种积累性的增强作用并逐步损坏。随着时间的积累,电池产生热失控的概率也会逐渐增大。
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由于电池组是由一个个单个的电芯组成,只要其中一个电芯(大号蓄电池)模块发生热失控,其中电池包受到破坏、电池过充过放、快充、低温充电、内部短路等等都极易引发热失控,从而演变成火灾。因此为了提升热失控安全防护等级,魔方电池结构中也加入了许多预防措施。我们先来看一下它的电池结构,魔方电池是由电池包上盖、躺式电芯专用压板、电气总成模块、电芯监控单元、高低压线束、躺式电芯、立式冷却组件、泄压通道、承重高强度外壳等组成。
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魔方电池从“预、导、卧、隔、疏”五个方面,来提升热失控安全防护等级。其中“预”指的是预防,魔方电池可通过电芯监控单元,实现对电芯的7*24小时大数据远程监控,通过对监控数据分析,来提前预防热失控。
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“导”指的是通过立式冷却组件物理手段,在电芯热失控酝酿期间,对电芯进行最大功率的散热,以争取宝贵逃生时间和后续应急手段的准备时间。
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“卧”则是指躺式电芯的设计,目前绝大多数电池包都采用的是立式电芯,在发生热失控时,立式电芯横向热传导面积更大,加速了火灾发生的时间。为了让热传导不那么快,魔方电池采用了躺式电芯的设计,使其上下两侧接触面积变大,减小横向接触面积,可以一定程度上降低热传导的速度。
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“隔”和“卧”是相辅相成的,“隔”是指通过物理隔层对单个电芯和单组电芯进行隔离,确保最大程度上保护状态正常的电芯。
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“疏”则是指通过启动自动泄压防爆阀主动泄压,释放电池包内压力,使过热气体降温,防止气体喷射。
电池能量密度更高
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采用躺式电芯的魔方电池,在我们看来,它虽然在高度上会更具优势,但是在纵向和横向上会更长更宽。但事实却是,采用CTP技术的魔方电池,它的结构更紧凑,电池能量密度更高。其中CTP技术指的是Cell To PACK(电池-电池包),也就是将电池直接集成到电池包中,从而省去了中间的模组架构,简化电池包结构,提高了空间利用率。
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据官方资料显示,魔方电池采用CTP、高压电、超薄基材等技术,90kWh电池组能量密度可以达到195kWh/kg,CTP成组效率79.6%。并且还支持超级快充,电池从30%充至80%需要30分钟,从5%充至80%需40分钟。
电芯寿命更长
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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。“躺式”结构设计则采用柔性约束的方式,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。
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“躺式”结构能够在不改变电池体积利用率的前提下,将整个电池包的厚度减小,荣威iMAX8 EV电池整包厚度仅125mm,在不侵占车内空间的同时,还能保障离地间隙,从而提升车辆的通过性能。
魔方电池采用柔性约束系统,自适应电芯的膨胀,大幅降低电芯膨胀下的受力,从而通过结构的优化设计,增加电芯的循环寿命。
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魔方电池在开发过程中,面临三大挑战:结构胶受力工况极为苛刻,匹配电芯超长生命周期要求以及高分子材料老化评估。对此,上汽联合陶氏化学共同研发,匹配躺式电芯特性专属结构件,共开发测试超过1000款结构胶配方,进行了超过2万小时可靠性验证。
写在最后
从魔方电池技术解析来看,躺式电芯是不错的预防热失效的方案。同时在能量密度以及电芯寿命方面,魔方电池也有着出色的表现。尽管它虽然经过了厂商的严苛测试,但面对日常复杂的用车环境,魔方究竟能否扛得住市场考验,还需要时间来检验。当然,起火自燃始终是纯电动车的一大隐患,希望厂家也能够给出更多更好的解决方案。