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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    要怎么樣把LFP電池裝到Model 3電動車系統里?

    2021-04-24 ryder

    要怎么樣把LFp電池裝到Model3的電池系統里面昨天有不少的報道,Tesla要在Model3和后續的ModelY里面采用磷酸鐵鋰的電芯,在整個電池組的總體的尺寸和連接界面不動的條件下,要怎么樣把大的方殼電芯(倘若是LFp電芯的化,小電芯就不劃算了)裝進去是個大的問題。


    01


    Model3電池系統的替換如下圖所示,想要不動車輛的設計,只能在現有的電池系統尺寸里面加入新的LFp電芯,大致的可能性就是在這個BaseFrame的基礎上按照原有的模組來布置,可能在實際的尺寸上做相應的調整,不過主體的空間就是這樣來使用。


    圖1Model3原有的電池系統


    也就是說,要在原有的兩個大模組和兩個小模組,1948*323*81和1860*323*81。使用磷酸鐵鋰,可能可以使得原有Model3電池系統在模組上的一些防護取消,節約出一些高度出來。好消息是,由于這個尺寸是按照78kWh來做的,這里有相對充足的空間可以給CATL的電池來使用。


    圖2Model3的模組和排布


    02


    電芯的尺寸CATL原本的商用車的電芯容量從50Ah,一路提升到157Ah起步,2019年寧德時代的商用車用的最多的是202Ah和271Ah,而在去年十一月的北京公交展覽上新的電芯規格緊要是在厚度上做一些差異化,形成了新的一組優選的電芯容量。


    電池尺寸上升:隨著電芯容量的上升,能量密度從140.19Wh/kg,今朝最高可以做到178.1Wh/kg,這個過程中,緊要是電芯的高度和厚度提升帶來的效果,目前271Ah的尺寸為173*202*72mm,202Ah的尺寸為173*202*57mm,緊要是厚度的差異整包的成組率:從電芯的能量密度到整包的能量密度的提升效率,我們可以折算下,總體的結果如下所示,從原有的72%,過渡到83%,最高的已經能超過90%了。這個數據本身是和電池系統的重量有關系的,不過我們可以清晰的看到這個成組率提升帶來的成本下降。


    這些電池的尺寸是往高度、厚度方向上伸長。為了滿足寬度的323尺寸和模組高度的81mm尺寸,整個電芯的規格可能要做調整。而1948和1860的長度是電芯的厚度的整除數,在這個數據下面去匹配額定電壓,原有的96S到了磷酸鐵鋰的串數要多一些。


    圖3寧德時代的商用車的單體容量提升路徑


    所以依據以上的可能使用的電芯尺寸,應當和iX3的電芯的寬度差不多300mm+,高度85mm左右,厚度在50-60mm,然后調整相應的布局。


    圖4CATL可能使用的電芯尺寸方向(矮電芯、加厚和變寬)


    而模組的布局也比較好理解,在這個基礎上進行AppletoApple進行替代。我們其實可以這么理解,不用CATL用標準模組根本沒方法布局,這時候只能依據電芯的尺寸來開發這個規格的模組,然后考慮在這個基礎上筆直焊接和解決。


    圖5方殼成組的方向


    小結:當然這只是一種推測,想要達到目標的能量密度,特別是往高里程版本塞入這么多的能量,在不提高電池包厚度的條件下能做的選擇比較少,往里面用LFp裝78kWh可能有點為難了,倘若是NCM811可能性更大一些

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