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解析吉利SEA平臺電池系統:采用無熱蔓延技術

2021-09-01 來源:2030出行研究室

最近極氪在進行一波推廣,我把我感興趣的電池部分做一次比較深度的梳理。隨著吉利將這個SEA平臺與自己的很多“伙伴”分享,我們將來能在不同品牌的很多車型上能看到——極氪、極星、沃爾沃、領克甚至是Smart,還有集度。


題圖 SEA平臺的剖面圖


目前了解下來這個電池平臺的方案主要有一下幾個要點——


1)電池采用的是大家都在用的Ni55體系電池(Ni55電池是通過提升充電截止電壓來提升能量的,Ni55的充電截止電壓為4.35V,相比之前的4.2V高出0.15V),在電池之間隔熱材料和模組上方加入了隔熱以后,這套技術總稱為NTP無熱蔓延技術。


圖1 SEA平臺的電池系統


這里面主要有這么幾個特點,「斷」是用Pyrofuse實現了毫秒斷點,「排」是用了排氣的氣路設計配合泄壓閥,「多層隔熱」是采用了防火材料(陶瓷香蕉、陶瓷波纖和云母板),「上蓋」從之前的鋁蓋改為了鈑金上蓋。「主動冷卻」是在氣壓傳感器或者CMU的檢測喚醒下采用了應急水泵的控制。「預警」的提醒方式,主要包括氛圍燈、中控屏、手機APP等等,覆蓋在行車和停車狀態。



圖2 NTP無熱蔓延技術


這個NTP的驗證,是采用了目前大家都會用的針刺試驗,用鋼針刺入單個電芯觸發單個電芯熱失控后,然后上面的電池包BMS及時觸發熱事件報警信號。這里通過紅外掃描的情況看,當時電芯最高溫度達到801.4℃,并且電池系統排出大量煙霧。這里展示的是,隨著電池系統放一段時間以后,單體電壓降至0V,溫度變為正常,熱疏隔阻排設計、整包結構完好,無明顯變形,電池外殼不帶電,電池包內部固定結構和高壓連接完好,無熱蔓延。


圖3 熱失控的情況


把電池蓋拆開以后,我們能看到整個模組的情況,基本是燒黑了。


圖4 實驗完以后的電池模組情況


2)整包的集成效率為72%,可以看到是從之前的590過渡到了目前的雙模組的集成方式,總共分為6個雙排模組(16個電芯),兩個單排模組(8個電芯)。


圖5 模組的布置形式


在這里是采用了一體化“S”型并聯平板液冷,目的是實現在16L/min條件下壓降30kPa,降低水泵能耗。在SEA平臺上,也加入了逆變器控制的加熱系統,具體的數據待查。


圖6 SAE平臺的水冷板


3)在快充上面,也是在低SOC下最高拉高到600A,在實際的演示中看到5% SOC時552A,6% SOC時535A、22% SOC時466A。在這里也導入了PyroFuse(PSS熔斷器)解決在高電流充電下熔斷式熔絲發熱的問題,并且這個電芯的充電倍率還是比較高的(按照目前的估算是2.2C的電芯)。吉利似乎還定制了基于400V的350kW充電樁,在外徑25mm下采用液冷的散熱方式實現。在車內的情況,也包括充電線纜、高壓連接器、高壓接觸器等所有環節測試了600A的充電能力。


備注:接下來吉利也要建設充電樁,短期計劃是2023年建設2200個充電站。


圖7 電氣的熔絲轉換


這個包的整體情況如下圖所示,電氣采樣的線速是圍繞兩邊走了一圈。可以看出,這個平臺兼容之前的590設計方案,可能國外和國內可以有兩種不同的方式,電芯也可以改為鐵鋰電芯。


圖8  SEA平臺的電池系統設計


小結:


目前隨著汽車平臺到汽車落地,在電池領域里面廠家發布的信息就非常細致了,比較期待后續的實際拆解情況,供各位讀者參考。


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