先聊材料端。快充就意味着能量密度降低,所以在正极里面提高镍材料的占比,能量密度搞定;但镍元素占比高了之后,长期循环的不稳定性又出来了,于是在镍元素外层加了一层包裹材料,但内阻变大了;在包裹层上提高10%的孔隙率,缩短了锂离子穿过隔膜的路径。最后这块电池包的能量密度,是170Wh/kg(续航700km级别,主要归功于800V和SIC电机,且电机功率只有400kW,一台MPV的功率比双电机轿车还低),其实也不算特别高,市面上普通铝壳电池的能量密度普遍实在240或250Wh/kg的级别,相比之下其实还是能看到有一定差距。
也看得出来,努力过后的电池能量密度仍距离主流水平的4C电池有一定差距,实则已经比当初刚研发5C电池时70Wh/kg的表现有了明显提升,但,能量密度仍然不算高。那么,能量密度低的弊端包括了可能会影响实际用车工况下的续航表现;低能量密度电池在低温环境下表现不算出色,可能会导致在寒冷地区如北方冬季出现续航里程减半甚至更低的情况;然后频繁的超快充充电,加速电池老化。
虽然官方表示了,循环寿命和2C的差不多,但这仍然是我们能接触到的第一款“5C电池”,当然还是报以观望的态度来看待,仍然有待验证。
5C,不是给普通人准备的而业内似乎对5C之后的电池性能、能量密度等不会太过于关心,解决充电补能这个痛点貌似更吸引人。所以,也注定了这种5C电池产品,短时间内不能成为性能车、中小型车应用的产品,而是只能给大型豪华车来用。原因在于,结构上的变化以及成本上的变化。
降本,几乎每次都和这种业内新技术无缘,而这种技术往往都是给一些旗舰产品来使用的,至少短期内的1-2年内不会大面积下放与普及。因为电池结构的改变,也是需要成本的。
电池最怕什么?怕过热,快充以及超快充的热失控管理难度是成倍增长的,所以需要在结构端与材料端都需要做到更好的调整;而4C升到5C之后,对于电池热管理方面的要求,又提升了一个等级。而理想MEGA的充电能力,是可以在500kW左右充电功率下维持3分钟左右,6分钟能充电50%(350km左右续航)。热管理的稳定发挥,决定了维持在最高功率的充电时间。
现行的5C电池是怎么做热管理的?
简单来说,就是提升了电池包内的换热面积,来保证换热的均匀性,这里面的核心还是在于电芯与水冷板的布置结构。普遍传统的布置结构,把整块冷板布置在电池箱底部,可以和底部的电芯进行直接的热交换。
但做到5C之后,电池包内是从上到下的盖板、水冷板、电芯、底板、冷板插入每排电芯之间。如此一来就能够增加电芯的散热面积,调整后的结构和传统布置结构相比,散热面积增加了5倍。然后还需要针对冷板膨胀问题做出改进,为了避免电芯膨胀挤压到水冷板降低水冷效果,做了结构创新让水冷板具备了一定的弹性。
然后为了保证换热均匀考虑,减少电芯部分热部分冷的问题,系统让冷却之后的热水再跑回来与冷水混合,来保证冷却板可以让临近的电芯全部均匀冷却,来达到整个电池包最好的冷却效果。
参考它的能量密度,170Wh/kg来看这块电池包的重量不低,而重量的增加或许就是在热管理上下的功夫,例如更好的冷却能力、正极材料的包裹变厚等,都会增加重量而且也会增加成本。
为什么说5C电池,不是给普通人准备的?