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【总工札记】LFP电芯尺寸优化路径
文章来源自：汽车电子设计
2020-03-31 09:27:15 阅读：54
【文/汽车电子设计 朱玉龙】结合动力电池装机情况 ， 从目前的电芯尺寸和容量数据来看 ， 方壳电芯的工艺改进的速度还是很快的 。
就磷酸铁锂而言 ， 在72*173*200的厚度上 ， 从2018年的240Ah进步到2019年的271Ah ， 再到今年逐步上量的302Ah 。通过与一位友人交流 ， 我们发现有一颗电芯的尺寸比较奇特 ， 按照尺寸和潜在的成组方式 ， 我们初步判断这颗电芯是可能给特斯拉的 ， 其尺寸为82mm*38mm353mm ， 容量未知 。
备注：这个是我们根据电芯尺寸的猜测 ， 倒腾旧电池的他并不清楚这个电芯是给谁用的
乘用车使用疑似产品的电芯尺寸
如下图所示 ， 这颗电池和目前看到的iX3的电芯是有一些共性的 ， 和我们目前使用的148mm宽度的电芯有很大的差异 ， 比MEB系列220mm的电芯、iX3的300mm都要宽不少 。
为了进一步提高集成效率 ， 这次CATL是把往上出极耳的方式改为了两头出 ， 然后在两头各设置了一个泄压阀 。
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图1 一颗疑似的电芯设计
这个电芯和iX3的300mm*90mm*27mm的120Ah的电芯 ， 有一些相似性 。具体的容量数据还没有 ， 按照实际情况 ， 体积比iX3的大50% ， 容量在115-120Ah左右 。
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图2 iX3的电芯
在这个思路下 ， 我也把目前能找到的大巴的电芯给找了一下 。如下所示这颗目前能量密度最高的302Ah是从原有的规格240Ah一路进化下去的 。
按照这个体积来算 ， 比之前那颗 ， 体积是2.2倍 ， 换算一下我们之前看的长电芯容量137Ah 。由于方壳厚+大尺寸电芯能充分利用空间 ， 所以需要再打85%-90%的折扣 ， 估算下来是120Ah左右 。
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图3 302Ah的70*174*200mm尺寸
目前还有一款厚度为53mm的 ， 从202Ah演化到228Ah的电芯 ， 如果按照这个来折算如下所示 ， 估算的结果确实和我们的计算相同 。
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图4 228Ah的尺寸为53*174*208mm
这几款电芯的体积比较核算如下：
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50kwh和78kwh成组构型
第二部分成组构型如果按照120Ah来测算 ， 实际可能采用串联的方式进行 。如果按照50kwh来核算 ， 那就需要130颗电芯 ， 此时额定电压为416V ， 好像有一些偏高 。可能实际的容量会有一定的调整 ， 也可能电芯的能量密度做的比较高 ， 容量能做到130Ah左右 ， 使得电压能够降下来 ， 这个事情的核心还是这个电芯的内部设计 。
不过我们看到有几个特点：
1、原有的模组的尺寸是1948*323*81和1860*323*81 ， 如果按照这么考虑 ， 肯定能放得下 。
2、如果考虑快充和加热特性 ， 厚度要控制在一定的范围 ， 不能太厚 。
3、这个LFP的泄压阀设计的比较小 ， 说明在LFP的设计条件下 ， 这个电池热失控的情况可能比较好 。
我觉得很大的挑战 ， 是在这个电池包的尺寸里面 。如何做78kwh的方案 ， 这个可能要在三元或者做成更大的电芯才有可能 ， LFP的可能性目前还不明确 。要把更多的LFP电芯装进去真的比较难 。


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