哪吒發(fā)布天工電池：單體失控不起火；后續(xù)支持CTC

時(shí)間:2022-05-31 09:09來源:電動(dòng)汽車觀察家 作者:王凌方
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這年頭，電動(dòng)車企要沒點(diǎn)電池黑科技，都不好意思出來混。
 
新造車勢(shì)力中近期表現(xiàn)搶眼的哪吒汽車，當(dāng)然不例外。喜歡中國傳統(tǒng)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。”
 
5月30日，哪吒汽車舉辦了一場(chǎng)線上的Netalks電池技術(shù)溝通會(huì)，詳細(xì)介紹了天工電池的技術(shù)和特點(diǎn)。
 
哪吒的天工電池系統(tǒng)與眾不同的點(diǎn)在于，除了安全，更多了算法的介入。
 
天工電池系統(tǒng)主要有三方面特點(diǎn)，在安全方面，主打隔熱、阻燃和電氣防護(hù)；熱管理方面，有恒溫?zé)峁芾硐到y(tǒng)；在電池全生命周期管理方面，采用前瞻思維對(duì)電池進(jìn)行閉環(huán)管理。以此做到安全、高效和節(jié)能。
 
此外，在前沿技術(shù)方面，哪吒方面還透露，其下一代（第三代）天工電池系統(tǒng)采用了CTB/CTC技術(shù)，并儲(chǔ)備了滑板底盤技術(shù)，都將在近期公布。
 
目前這一技術(shù)將應(yīng)用在粵港澳大灣區(qū)車展亮相的哪吒S車型上。
 
在這一技術(shù)加持下，哪吒S純電版本CLTC續(xù)駛里程達(dá)到715公里，增程車純電續(xù)駛里程也在300公里。當(dāng)然，目前哪吒S公布的是兩驅(qū)版本，四驅(qū)版本續(xù)駛里程略有差距。

設(shè)計(jì)：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(yè)一般采用的方法是堵和疏。
 
根據(jù)哪吒汽車總裁助理、汽車工程研究院常務(wù)副院長張洪雷的介紹，哪吒的天工電池系統(tǒng)則是從三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別是“魔鬼”級(jí)電芯測(cè)評(píng)體系、網(wǎng)格式的模組設(shè)計(jì)和密艙式電池包設(shè)計(jì)。
 

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首先，在選電芯方面，哪吒制定了900多項(xiàng)電芯選型測(cè)評(píng)要求，其中性能測(cè)評(píng)要求超過400項(xiàng)、仿真開發(fā)與策略算法參數(shù)測(cè)評(píng)也超過400項(xiàng)，安全測(cè)評(píng)也有超過20項(xiàng)、機(jī)械可靠性測(cè)評(píng)、電化學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)評(píng)和熱性能優(yōu)化與驗(yàn)證都有超過30項(xiàng)。據(jù)此，哪吒汽車嚴(yán)格篩選電芯。

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

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所謂網(wǎng)格式的模組設(shè)計(jì)，就是哪吒汽車聯(lián)合C公司和清華大學(xué)做了電芯到模組再到整包的全系統(tǒng)仿真，設(shè)計(jì)出網(wǎng)格式的結(jié)構(gòu)，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(jí)的阻燃材料，隔熱溫度在1000℃以上；電氣防護(hù)達(dá)到軍工級(jí)別，采用800V以上的絕緣冗余設(shè)計(jì)、短路冗余設(shè)計(jì)，以及模組級(jí)短路冗余安全設(shè)計(jì)；采用隔倉式結(jié)構(gòu)防護(hù)，使用輕質(zhì)高強(qiáng)度這種鋁框架，形成耐2000N以上膨脹的高集成大模組結(jié)構(gòu)。
 

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在結(jié)構(gòu)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(fù)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(dǎo)以及高溫絕緣等相對(duì)常規(guī)的方式。
 

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不過，在熱管理方面，天工電池系統(tǒng)除了安全，還能做到高效和節(jié)能。
 
熱管理：主打智能、高效和恒溫
 
天工電池系統(tǒng)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(yù)測(cè)冷熱，私人定制、全時(shí)域、全地域恒溫控制，能夠帶來快速充電體驗(yàn)，以及持久的續(xù)航。
 
例如針對(duì)冬季續(xù)航問題，哪吒采用的是熱泵熱管理系統(tǒng)，在冬季的續(xù)航里程會(huì)增加20%，比傳統(tǒng)的那種PTC的加熱方式能耗會(huì)更好。
 
天工電池?zé)峁芾碇饕茏龅揭韵滤狞c(diǎn)。
 
一是，智能前饋式熱管理，在前端制定控制策略。例如，根據(jù)電池的溫度、行駛工況等，計(jì)算精確到瓦級(jí)，選擇最劃算的模式，以節(jié)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(tǒng)，進(jìn)行多熱源行車加熱/保溫，使得車輛在冬季續(xù)駛里程增加20%。
 
哪吒是中國第一個(gè)引入能量流域管理控制策略的車企，基于地圖中的大數(shù)據(jù)信息，例如多少上坡、下坡，來分配能耗。通過AB點(diǎn)的距離，也可以知道在什么時(shí)間進(jìn)行加熱最合適，有助于續(xù)駛里程的大幅提升。
 
三是，高效冷卻與加熱系統(tǒng)。通過恒溫液冷，讓電池15—45℃的恒溫狀態(tài)占比達(dá)到95%，溫升的加熱速率也達(dá)到了每分鐘0.8度，現(xiàn)在已經(jīng)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(yù)約式保溫功能。哪吒在手機(jī)APP上加上了一些算法，比如在出門之前，可通過手機(jī)APP做一些預(yù)加熱保溫等功能，在寒冷天氣里電池續(xù)航更有保障。
 
全生命周期管理：前瞻性閉環(huán)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(shù)據(jù)分析，全面深挖離群和其他潛在失效個(gè)體。通過遠(yuǎn)程診斷和便捷運(yùn)維來做到全生命周期的閉環(huán)管理。
 

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具體來看，哪吒具備全場(chǎng)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(jiān)控。
 

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做到上述能力，需要強(qiáng)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(shí)代。“與360的合作，為哪吒提供了用戶大數(shù)據(jù)和云端能力，并為信息安全賦能。寧德時(shí)代作為重要股東，為哪吒提供前期電池的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)；結(jié)合合眾的整車數(shù)據(jù)、行駛數(shù)據(jù)打造出了整個(gè)閉環(huán)。”張洪雷說道。
 

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哪吒汽車的算法可以覆蓋全場(chǎng)景——行車、充電、靜止多個(gè)場(chǎng)景。
 
將這些數(shù)據(jù)與電池設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析出像析鋰、雜質(zhì)、微短路、軟件等問題，進(jìn)行超前預(yù)警。
 

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當(dāng)然，這套系統(tǒng)也能估算出電池最終的剩余價(jià)值是多少。
 
目前來看，天工電池系統(tǒng)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(shí)代合作的CTC已經(jīng)工程凍結(jié)，樣車也做了幾十臺(tái)。他們會(huì)在明年年底對(duì)“山海平臺(tái)”進(jìn)行升級(jí)，后期會(huì)選擇一個(gè)基地做工藝升級(jí)，相關(guān)信息都會(huì)在近期公布。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 電池 哪吒
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