燃擎技术课:让电池躺下, 上汽的魔方电池,施展了什么魔法?

燃擎技术课:让电池躺下, 上汽的魔方电池,施展了什么魔法?

首页休闲益智堆叠魔方向前进更新时间:2024-05-09

目前市面上的动力电池种类名称可谓是五花八门。刀片电池、弹匣电池、麒麟电池还有大禹电池。各大厂商为了起名可谓是绞尽脑汁。

而上汽荣威的电池名称也很吸引眼球,名为魔方电池。

躺下的魔方

魔方最初推出时的概念亮点是“躺平”。所谓的“躺平”,指的是其采用的最新的电芯布局方式,即电芯卧式布局。

目前,市面上主流品牌的电芯布局形式,大多采用的是立式布局,其中最典型的代表就是特斯拉。

而上汽荣威的魔方电池,却仿佛一位有着叛逆心理的学生一般,偏要逆势而行,将电芯放倒。

当然,上汽荣威选择将电芯放倒,并不是真的叛逆,而是出于对电芯能够进行更好的散热考虑的。

传统立式电芯的布局方式,由于电芯与电芯之间是面积更大的侧面相接触,因此电芯间的接触面积大,这就导致电芯之间的热传导能力也是很强的。

当发生电池的热失控现象时,燃烧产生的一瞬间就可以达到130℃的高温,尽管每个电芯之间会有着隔热材料以及冷却结构等的间隔,但过于紧密的接触会让各个电芯之间像多米诺骨牌倾倒一样,发生不可逆的连锁反应。

上汽荣威魔方电池的卧式布局,就会使电芯之间的接触面积大为减少,使热传导的渠道大大缩小。

因为采用的是卧式布局堆叠方式,而且在整个电池组内只有两层电芯,所以相比较于立式布局,魔方电池的电芯间接触面积只有两层电芯堆叠产生的面积,这对于电池热管理来说就显得更加从容。

当发生电池热失控时,由于只有两层,所以危险蔓延的最大范围也就在上下两层之间。而由于左右侧的电芯接触面积小,且得益于魔方的立式电芯冷却结构,热失控波及两侧电芯的概率大大减少,电池热管理就会简单得多。

多变的魔方

老话讲得好,人如其名。而魔方电池起这个名字,也算对得起它“魔方”的名号。

魔方电池的长和宽分别是1690mm和1300mm。但它却有着三种不同的厚度,分别是110mm、125mm和137mm。同时为了适配这三种不同厚度的电池组,魔方电池的内部电芯串数分为了96串、100串、104串和108串。

从上述这串数据可以看到,魔方电池虽然厚度尺寸多变,但其从上方产生地投影面积是不变的,这就意味着魔方电池实现了电池包长宽比的固定,只需要调节电池包的厚度,即可适配到不同车型上。

此外,魔方电池还支持不同的电化学体系,上到高密度体系的半固态电池,下到低密度体系的磷酸铁锂电池,魔方电池都可以将它们收纳其中。并可以涵盖从44kWh到150kWh等多种容量。

魔方电池能实现如此巨大的电芯种类、电池厚度以及容量宽容度,得益于的是它在空间结构上下的功夫。

首先,因为电芯卧式布局,所以魔方电池的竖向厚度大大降低。

立式布局的电芯结构,其在竖向上的空间包括顶盖厚度、顶盖底部到隔膜之间的距离以及托底板厚度等。这些空间的使用,最终导致的就是电池包内的空间利用率降低,导致电池包的能量密度降低。

而魔方电池通过电芯躺平,在减少电池包厚度的同时,还提高了电池包的空间利用率,可谓一举两得。

其次,就是电芯泄压阀的侧向布置。

魔方电池因采用卧式布局,所以可以将电芯的泄压阀安排在电池包的侧面。这样当因热失控而产生高温高压的废气时,气体不会像立式布局那样直接喷发到电池上盖,对车内的司乘安全产生威胁,而是会喷发到底部的托盘结构上,安全性表现更好。

正是由于魔方电池在上述两个空间结构方面的改进,使得其空间利用率和安全性得到双提高。由此可以更好的适配多样性的电池包厚度,以及不同电芯类型排列组合成的不同容量的电池包,真正做到像魔方一样,千变万化。

写在最后

魔方电池的出现,让我们看到了电池梯度利用的可能性。

面对不同的车型、不同的电芯种类以及不同的电池容量,仅通过一款电池不同的排列组合便可以解决。延伸到以后电车换电这种更加庞大的工程,这无疑是一个很好的思路。

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