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            哪吒發布天工電池:單體失控不起火;后續支持CTC

            來源:第一電動網 瀏覽次數:130 發布日期:2022-06-01

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            這年頭,電動車企要沒點電池黑科技,都不好意思出來混。

            新造車勢力中近期表現搶眼的哪吒汽車,當然不例外。喜歡中國傳統文化的它們,推出了不起火的“天工電池”。名稱取自明朝古籍《天工開物》,意思是“物自天生,工開于人?!?/p>

            5月30日,哪吒汽車舉辦了一場線上的Netalks電池技術溝通會,詳細介紹了天工電池的技術和特點。

            哪吒的天工電池系統與眾不同的點在于,除了安全,更多了算法的介入。

            天工電池系統主要有三方面特點,在安全方面,主打隔熱、阻燃和電氣防護;熱管理方面,有恒溫熱管理系統;在電池全生命周期管理方面,采用前瞻思維對電池進行閉環管理。以此做到安全、高效和節能。

            此外,在前沿技術方面,哪吒方面還透露,其下一代(第三代)天工電池系統采用了CTB/CTC技術,并儲備了滑板底盤技術,都將在近期公布。

            目前這一技術將應用在粵港澳大灣區車展亮相的哪吒S車型上。

            在這一技術加持下,哪吒S純電版本CLTC續駛里程達到715公里,增程車純電續駛里程也在300公里。當然,目前哪吒S公布的是兩驅版本,四驅版本續駛里程略有差距。

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            設計:兼顧安全和高比能

            要做到電池包安全,就要阻斷電芯的自燃,車企和電池企業一般采用的方法是堵和疏。

            根據哪吒汽車總裁助理、汽車工程研究院常務副院長張洪雷的介紹,哪吒的天工電池系統則是從三個方面進行設計,分別是“魔鬼”級電芯測評體系、網格式的模組設計和密艙式電池包設計。

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            首先,在選電芯方面,哪吒制定了900多項電芯選型測評要求,其中性能測評要求超過400項、仿真開發與策略算法參數測評也超過400項,安全測評也有超過20項、機械可靠性測評、電化學數據測評和熱性能優化與驗證都有超過30項。據此,哪吒汽車嚴格篩選電芯。

            張洪雷介紹說,單體電芯的防護層面,哪吒采用了耐高溫的防護材料、內置短路的熔斷保護、自開啟泄壓防爆閥,以及高水平極柱絕緣。

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            所謂網格式的模組設計,就是哪吒汽車聯合C公司和清華大學做了電芯到模組再到整包的全系統仿真,設計出網格式的結構,可以兼顧電芯隔熱和高比能。

            哪吒汽車在電芯間采用了航天級的阻燃材料,隔熱溫度在1000℃以上;電氣防護達到軍工級別,采用800V以上的絕緣冗余設計、短路冗余設計,以及模組級短路冗余安全設計;采用隔倉式結構防護,使用輕質高強度這種鋁框架,形成耐2000N以上膨脹的高集成大模組結構。

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            在結構方面,天工電池也要做到高集成和輕量化。電池包采用超輕復合上蓋,高集成、雙密封下箱體。熱管理方面,哪吒的思路是熱電分離、定向熱疏導以及高溫絕緣等相對常規的方式。

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            不過,在熱管理方面,天工電池系統除了安全,還能做到高效和節能。

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            熱管理:主打智能、高效和恒溫

            天工電池系統的熱管理,是定制化的保姆式的恒溫管理策略,能夠從知冷熱、預測冷熱,私人定制、全時域、全地域恒溫控制,能夠帶來快速充電體驗,以及持久的續航。

            例如針對冬季續航問題,哪吒采用的是熱泵熱管理系統,在冬季的續航里程會增加20%,比傳統的那種PTC的加熱方式能耗會更好。

            天工電池熱管理主要能做到以下四點。

            一是,智能前饋式熱管理,在前端制定控制策略。例如,根據電池的溫度、行駛工況等,計算精確到瓦級,選擇最劃算的模式,以節約能耗。

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            二是,智能行車加熱功能。哪吒采用熱泵熱管理系統,進行多熱源行車加熱/保溫,使得車輛在冬季續駛里程增加20%。

            哪吒是中國第一個引入能量流域管理控制策略的車企,基于地圖中的大數據信息,例如多少上坡、下坡,來分配能耗。通過AB點的距離,也可以知道在什么時間進行加熱最合適,有助于續駛里程的大幅提升。

            三是,高效冷卻與加熱系統。通過恒溫液冷,讓電池15—45℃的恒溫狀態占比達到95%,溫升的加熱速率也達到了每分鐘0.8度,現在已經接近1度的水平。高溫充電效率提升8%,低溫充電效率提升10%。

            四是,智能可預約式保溫功能。哪吒在手機APP上加上了一些算法,比如在出門之前,可通過手機APP做一些預加熱保溫等功能,在寒冷天氣里電池續航更有保障。

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            全生命周期管理:前瞻性閉環管理

            在電池全生命周期管理方面,哪吒采用了前瞻思維:通過大數據分析,全面深挖離群和其他潛在失效個體。通過遠程診斷和便捷運維來做到全生命周期的閉環管理。

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            具體來看,哪吒具備全場景的算法能力,通過用戶畫像,制定一車一策,為客戶做出定制化功能,并做到能源智慧管理和電池安全監控。

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            做到上述能力,需要強大的算法支撐。這部分能力離不開哪吒的合作伙伴——360和寧德時代?!芭c360的合作,為哪吒提供了用戶大數據和云端能力,并為信息安全賦能。寧德時代作為重要股東,為哪吒提供前期電池的實驗數據、生產數據;結合合眾的整車數據、行駛數據打造出了整個閉環?!睆埡槔渍f道。

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            哪吒汽車的算法可以覆蓋全場景——行車、充電、靜止多個場景。

            將這些數據與電池設計的實驗室數據進行對比,分析出像析鋰、雜質、微短路、軟件等問題,進行超前預警。

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            當然,這套系統也能估算出電池最終的剩余價值是多少。

            目前來看,天工電池系統還處于第二階段,就是定制大模組階段,哪吒馬上要開啟第三階段,即2023年將開啟高集成CTC的階段。

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            此外,哪吒方面透露,其與寧德時代合作的CTC已經工程凍結,樣車也做了幾十臺。他們會在明年年底對“山海平臺”進行升級,后期會選擇一個基地做工藝升級,相關信息都會在近期公布。

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