Pack輕量化路線之電芯選擇

前言

隨著動(dòng)力電池系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定，推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)的比能量要求也是越來(lái)越高，輕量化在動(dòng)力電池系統(tǒng)的應(yīng)用也是迫在眉睫。在電池包的輕量化設(shè)計(jì)中，可以從兩個(gè)方向：一個(gè)是系統(tǒng)層面；另一個(gè)是詳細(xì)設(shè)計(jì)層面。

PACK的輕量化設(shè)計(jì)，不管是跟朋友聊天，還是類似的文章，都集中在某一塊，不是新材料的應(yīng)用就是新的成組方式。而動(dòng)力電池PACK是一個(gè)高度集成、精細(xì)化、高安全的車用儲(chǔ)能系統(tǒng)，一個(gè)技術(shù)方面的難題，我們也應(yīng)該系統(tǒng)、全面的來(lái)剖析。

在剖析之前，先講兩個(gè)故事：

故事一：某某家的電芯比能量只有138Wh/kg左右，PACK的比能量就能做到116Wh/kg以上，為啥現(xiàn)在電芯都150Wh/kg多了，你才做到100Wh/kg多一點(diǎn)呢？

故事二：某國(guó)產(chǎn)車跟合資車在做對(duì)標(biāo)分析，把每個(gè)零件都參數(shù)和性能都列舉出來(lái)，發(fā)現(xiàn)每個(gè)零件都比合資車要好，但是整車性能對(duì)比同級(jí)別的合資車要差一些；

從上面兩個(gè)故事，我們都能發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品單一亮點(diǎn)，不代表產(chǎn)品的整體性能；PACK的輕量化也是一樣，我們需要的是整個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)輕量化，而不是某個(gè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)輕量化。

接著文章開(kāi)頭的節(jié)奏，PACK的輕量化有兩個(gè)方向：系統(tǒng)層面和詳細(xì)設(shè)計(jì)層面。

我們先從系統(tǒng)層面的輕量化設(shè)計(jì)來(lái)剖析。系統(tǒng)層面的輕量化設(shè)計(jì)，是一個(gè)定方向的設(shè)計(jì)，只有前面的方向?qū)α?，后面才不?huì)走回頭路；在這個(gè)其中，電芯的選擇是一個(gè)很重要的方面，不同體系和尺寸的電芯，跟動(dòng)力電池系統(tǒng)都有一個(gè)匹配度的問(wèn)題。

首先是系統(tǒng)參數(shù)的匹配：多一分太多、少一分不足，在滿足功能的前提下，沒(méi)有廠家會(huì)愿意多花冤枉錢；假定客戶需要138.2KWh，這個(gè)電量剛好可以滿足某款大巴車250KM的需求，小于這個(gè)電量設(shè)計(jì)里程數(shù)不達(dá)標(biāo)（在比能量接近的情況下）；而你給客戶配置150Kwh以上，多出的部分客戶是不愿意多花錢的。

其次是整體排布的匹配，直白一點(diǎn)可以理解為零部件的組合。以推薦尺寸的標(biāo)準(zhǔn)箱（1060*630*215~245mm）為例，標(biāo)準(zhǔn)箱的設(shè)計(jì)，是以VDA尺寸電芯為參照的，VDA尺寸的電芯跟標(biāo)準(zhǔn)箱的匹配度應(yīng)該算是最優(yōu)的。電芯比能量達(dá)到138Wh/kg左右，PACK的比能量就可以做到＞115Wh/kg，成組效率接近85%。

而使用非VDA尺寸電芯設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)箱體，即使電芯比能量有可能達(dá)到145Wh/kg，但電芯和標(biāo)準(zhǔn)箱的匹配度較差的情況下，PACK的比能量做到＞115Wh/kg也是很困難。例如：某款電芯投影面積跟VDA尺寸一樣，但高度尺寸相差很大，標(biāo)準(zhǔn)箱的高度優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不出來(lái)，即使電芯比能量接近150Wh/kg，PACK的比能量做到115Wh/kg，也需要花費(fèi)非常大的精力才能實(shí)現(xiàn)。