电池系统高压化的考虑

周一出差不顺堵车没赶上火车，大概整理一下电池系统高压化的进展。我先把昨天的视频补上，我放到云盘里面去了，可以回复“高压电池系统”获取。

 

 

1）高压电池系统的进展

   

高压电池系统的设计，是个体系工程，围绕着电压平台提升，需要做大量的更改。因此短期内唯一看到的是保时捷的尝试，德系的几家都在跟。能够看到的问题，大家在做样车和开展研究项目的时候都能看到，但是需要有土豪车企来试一下水，后续车企可以根据实际的成果来评估。

 

 

这个事情，Elon Musk 在 Q1 的发布会上也提及了，在整个系统上在当下的 400V，做到 200kW 可能是一个成本折衷点，如果比充电绝对的功率和速度

 

其实按照 Musk 的个性，总是要做到最好，但是在这点上，如果系统上不做变革，从功率上肯定是没办法去做的。短期内来看，德国主导的高压化的过程，需要在比较完整的条件下才会逐步出来。其他美国的几家车企都会观望成分大一些。

 

 

2017 年 Q1 的回复

 

“We’re definitely going to be improving our Supercharger’s technology. The thing about a 350 kW charger is that it doesn’t actually make a ton of sense, unless you got a monster battery pack or have like a crazy high C rating… We think 350 kW for a single car; you’re gonna frag the battery pack if you do that. You cannot charge a high-energy battery pack at that rate, unless it’s a very high kW battery pack. So, (for us), something along the couple of hundred, 200-250 kW, maybe.”

 

“That’s definitely sort of the power level that we’ve discussed and explored. Some of it also comes down to an optimization around utility versus cost, and tradeoffs in the car itself. There is a tradeoff, fundamentally, between charge speed and essentially range, and cost of the battery. We look at that pretty carefully. We understand the tradeoff. We could design cells and a pack that could charge at, you know, faster than 300-400 kW, but it’s not a very useful tradeoff to the customer.”

 

 

2016 年 12 月的回复

 

在技术层面，老板负责吹牛，工程师负责可行性和实际的平衡，有时候必然被打脸^_^

 

就这个细节，这里谈的几点：

 

整车成本为了顾及充电是上升幅度很大的，在面临往下渗透到大众市场的纯电效果并不是很有利

电池的能量密度也要折衷进行下降，这个没办法顾及所有指标的先进性

 

Tesla 和保时捷之间的道路有很大的差异，前者要往成本下方走，前者要拉着后续电动跑车与之前 Tesla 的 Model S 的差异化，建立长期优势

 

 

在稳定走量的系统上做，成本都是可控的。新开一条路，之前所有的投资费用，都是需要在专利、市场口碑和各种好处让别人学习和接受你之后兑现的。因此从某种程度来看，保时捷采取 800V 是硬着头皮也要把技术层面的优势烧出来，是隐含在企业内部的烧钱，这也是对于传统汽车企业处理战略方向上持续投入的优势

 

 

2）局部尝试

   

再说上面那个概念视频，某种程度上，我们可以分步来尝试往高压化的过程：

 

1）电池系统高压化：这个主要是考虑在充电功率需求下，系统上做的一些改变，主要包括耐压、绝缘、热管理、Tab 发热等问题。

 

 

同步实施的工程，上面这个尝试性的项目和下面这个概念性的项目，本质都是类似的，一个是根据现有的设计去改变和摸索一些变化，下面这个先把现有的技术进行整合。

 

 

3）我们可以尝试的地方

   

在往高压化方向走，我们可以一并考虑起来的很多点包含：

 

3.1）180 串条件下，怎么样的电池管理系统架构更合适？几条路，我们都需要在新的体系下面再比一比

在概念视频里面，是考虑一个主体的 BMS，没有看到 CMU，但是根据低压接头的针判断，可能只有 5 根，模组里面带了 CMU。

 

 

这里的困难主要是集中式 BMS 的困难，180 串全部输入到一个 BMS 里面，为了考虑绝缘考虑，这个小的 BMS 做 Hi-pot 测试和相关的绝缘距离可能不大能保证，需要更大的布板面积。

 

而且整个埋线的总成一体化的采样线，包括模组的电压采集线、温度采集线、均衡的考虑（串联越多，均衡的重要性就出来了）

 

在软件上，需要考虑采样电压补偿、诊断还有采样的间隔时间等等。

 

 

3.2 连接器：我们在考虑的时候，可能可以考虑 Blade 的刀片模式和以下这种进行结合，因为本身模组在生命周期里面更换的数量很有限

 

 

实际上，Audi 在 Etron 里面就考虑了这种可插拔的高压连接器

 

 

3.3）散热

   

口琴管的问题其实是很大的热不均匀，这里存在着口琴管内部焊接是否存留空气间隙；导热胶是否存在气泡，还有在大模组上是否能压住，特别是导热垫厚度和平面度之间的匹配。

     

从现有的数据来看，可能后续是不是要向 PHEV 一样做 Face 冷却是热管理的核心争议。如果不考虑温差，由于温升导致温度差异使得电池系统做充电的 Power Limit 对车辆充电时间又拉回来了。如果以软包为例来看，这里长条形的散热可能好一些。

     

散热系统对电池的能量密度真的有打击作用。我觉得在乘用车里面可能也要做个鼓励快充的条款，否则都指向能量密度也不大好。

 

 

小结：从这个层面来看，我觉得分布式的 ATW 预研究项目，把系统的要求一点点分离，然后进行整合会好一些。一开始就想做个车，难度有点大，里面有很多的成本、性能和可实施性的协调工作。

准备出发去天津，最近都在旅途上。