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    短刀电芯路线的崛起(1):蜂巢龙麟甲电池

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    相比于国内外在电芯材料技术路线上的一致来说,国内对于电芯结构技术路线依然看不到有达成一致的迹象。在软包基本边缘化后,方形电芯和圆柱电芯又衍生出“四足鼎立”的局面。

    具体地说:

    (1)以宁德时代为代表的VDA类方形电芯继续大范围占据市场;

    (2)以BYD为代表的刀片电芯一直在不断拓展自己的市场应用领域;

    (3)以蜂巢/吉利等为代表的短刀电芯,逐渐崭露头角,加速量产;

    (4)以特斯拉/亿纬等为代表的大圆柱电芯,则依然吊着每家企业的胃口。

    总的来看,VDA方形、刀片和大圆柱已经在市场上得到了验证和认可,但短刀电芯技术路线虽然一直也呼声高,却在量产上雨点小。随着吉利金砖电池在极氪007上的量产,包括比亚迪U8也采用了短刀电芯,短刀的优势正逐渐释放出来,我们这里就蜂巢、吉利和比亚迪各自代表性的短刀方案进行阐述,供大家参考。

    1、短刀电芯的优缺点

    方形电芯成组容易,400/800V均可以,适配性最好(与刀片,短刀比),方案成熟,产业配套丰富,但集成率低,较难做CTB/CTC;

    刀片电芯成组容易,集成效率最高,成本最容易做低,但适配性最差(与方形,短刀比),无法应用高镍,极难做800V;

    短刀兼具方形和刀片的优缺点,集成效率比方形高但较长刀低,也很难做高镍,可实现800V,适配性适中。因此,短刀的这种“中庸”特性得到了不少企业的青睐,像吉利,在自研电芯的路上,就选择了它。

    2、蜂巢短刀系统集成路线图

    △蜂巢短刀电池系统集成技术路线图

    短刀不像刀片和方形那样具有很强的开创性,它的方案大都是在上述二者的基础上进行改进和优化。因此,我们看到蜂巢的这个技术路线与宁德时代的CTP1.0-CTP3.0,再到CTC的思路是类似的。

    然后它在液冷上的思路又与比亚迪的长刀片是类似的,即可底部/顶部进行单面冷却,也可以了底部+顶部同时进行双面冷却。

    最后,它在达到LCTP3.0的时候,技术上是可以支持CTB/C的,也就是类似当前宁德时代给小米SU7的方案,也基本是当前最好的集成水平了。

    3、蜂巢的代表作:龙麟甲电池

    △蜂巢龙麟甲电池

    龙麟甲电池在电芯层面,采用了底部出防爆阀的思路,这在短刀上是首次的尝试,可以避免传统短刀热失控时互喷的现象,带来较好的安全性,但它与极氪009的麒麟电芯一样,牺牲了电芯体本身的体积利用率。

    在系统层面,除了上述的热-电分离外,龙麟甲电池在电气连接和电气模块也进行了比较明显的分区,这也是当前的一个趋势,各类技术的模块化设计。

    △龙麟甲电池空间利用率的优势

    蜂巢对龙麟甲电池的空间利用率给出一个对比,可以看出,它在Z向和宽度方向有很好的表现,主要得益于它对结构件和其他功能件或空间的集成利用。

    △龙麟甲电池的适配性

    在适配性(兼容性)上,可以看出,短刀如果想上800V或是大电量(高镍),它的长度是需要变小的,这实际上是降低集成效率来获得这两个特性,因为如果保持大尺寸的短刀,它的电芯膨胀力和热失控,是很难控制的。到800V和高镍阶段,与方形的集成效率就没有明显优势了。

    △龙麟甲电池上下冷却

    这个主要是为了应对4C的方案,从仿真中可以看出,双面冷却的最高温度较单面冷却低了近4℃,均温性更好(单面在36-51.3℃之间,双面在33.5-47.5℃之间)。

    △龙麟甲的CTB/C潜在性

    这个方案除了上盖冷板可以作为承载结构外,更重要的是要解决热失控时发生的拉弧,击穿对人造成的危害。

    相对于蜂巢的LCTP1.0,龙麟甲电池可以实现零部件减少约20%,减重15kg,整包成本降低约800-1000元。

    蜂巢最早入局短刀,也做了非常多的技术创新,但整体在产业化,尤其是量产上走得太慢,不够雷厉。电池创新带来的新鲜感越来越难了,国内的企业应该少开发布会,直接奔量产去。

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