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麒麟電池vs特斯拉CTC vs上汽魔方電池

文章來(lái)源:本站 人氣:268 次 發(fā)表時(shí)間:2023-04-06

 

麒麟電池簡(jiǎn)介

麒麟電池采用寧德時(shí)代第三代CTP技術(shù)。系統(tǒng)集成水平創(chuàng)世界新高,體積利用率高達(dá)72%,能量密度高達(dá)255Wh/kg,整車最大電池壽命可超過(guò)1000公里。

同時(shí),麒麟電池還采用了全球首創(chuàng)的電池大面積冷卻技術(shù),可支持5分鐘快速熱啟動(dòng)。本文將詳細(xì)介紹麒麟電池技術(shù),并將其與不同鋰電池制造商的電池進(jìn)行比較。

 

電池冷卻技術(shù)

 

麒麟電池技術(shù)詳解

麒麟電池組

根據(jù)寧德時(shí)代的專利文件,我們可以找到麒麟電池組的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),其主要?jiǎng)?chuàng)新如下:

1.方形外殼電池以背靠背、并排的方式排列在盒子里,而不是原來(lái)的直立方式,因此可以放置更多的單體電池,更有利于快速充電,提高體積利用率。

 

麒麟電池-專利-圖片

 

2. 冷卻板取代了橫梁和縱梁,集支撐、冷卻、隔熱、緩沖等功能于一體,有效提高了空間利用率。新的冷卻板以加固的形式插入電池排之間,同時(shí)連接上蓋和下箱體,起到傳統(tǒng)橫梁的支撐和保護(hù)作用。

兩排電池共用一個(gè)冷卻通道,與一排電池使用一個(gè)水冷板相比,減少了冷卻板的數(shù)量,降低了材料成本,具有輕量化效果,更有利于快速充電時(shí)的散熱。

 

更利于散熱

 

垂直冷卻板在電池之間形成水平相對(duì)隔離空間和垂直膨脹補(bǔ)償片+隔熱氣凝膠,有效隔離電池,實(shí)現(xiàn) “零熱失控”。

冷卻板采用內(nèi)部和外部冷卻通道,可以吸收電池充放電和老化產(chǎn)生的膨脹,減少電池的擠壓,提高電池的循環(huán)壽命。

 

提高安裝的穩(wěn)定性

 

此外,新的水冷板被轉(zhuǎn)移到機(jī)箱內(nèi)部,可以避免因碰撞而造成的液體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

3. 下箱體有一個(gè)定位/限位槽,用于冷卻板的安裝和電池組的固定。這種設(shè)計(jì)可以提高鋰電池組安裝的穩(wěn)定性,避免相互碰撞損壞,但仍然需要導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠來(lái)保證強(qiáng)度和優(yōu)化散熱。

麒麟散熱板
根據(jù)寧德時(shí)代的專利文件,我們可以找到麒麟冷卻板的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:

水冷板有內(nèi)外兩條冷卻通道,采用口琴管法,其中內(nèi)外兩條冷卻通道中的一條為液冷,另一條為非液冷(如外液冷,內(nèi)風(fēng)冷)。

 

麒麟冷卻板

 

由于非液體冷卻通道沒(méi)有填充冷卻液,通道壁可以適當(dāng)向內(nèi)變形,以吸收電池單體的膨脹,避免對(duì)電池單體擠壓的損害。

 

麒麟電池的創(chuàng)新
水冷板取代了電池組的橫梁和縱梁,疊加了雙層冷卻通道設(shè)計(jì),具有支撐、水冷、隔熱、緩沖四大功能。

此外,麒麟電池片以雙排背靠背的方式側(cè)向排列,可以放入更多的電池,更有利于快速充電技術(shù)的應(yīng)用,同時(shí)安全性和體積利用率也大大提升。

 

可以投入更多的電池

 

麒麟電池沒(méi)有將水冷板放在底部,而是將其插入電池之間。水冷效果大大增強(qiáng)。其好處是:

1)安全性大大提高,水冷板具有額外的隔熱效果,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)熱擴(kuò)散。

2)為提高快速充電性能,對(duì)電池片進(jìn)行雙面水冷。

 

快速充電性能

 

3)提高循環(huán)壽命,麒麟電池緊固后壽命會(huì)縮短一半,也就是說(shuō),如果放松一點(diǎn),循環(huán)壽命可以增加一倍,而且水冷板還有額外的緩沖作用。

4)提高比能量:水冷、隔熱、緩沖功能三合一,大大節(jié)省空間。磷酸鐵鋰可以達(dá)到160Wh/kg,290Wh/L,三元高鎳可以達(dá)到250Wh/kg,450Wh/L。4680裝的電量多了13%。

寧德時(shí)代 CTP技術(shù)迭代
從第一代CTP到最新的第三代麒麟電池,電池組的體積利用率從55%提高到67%。

CTP1.0: 拆除模塊的側(cè)板,換上帶子,代表車型為北汽EU5。

 

寧德時(shí)代CTP技術(shù)迭代

 

CTP2.0: 拆除模塊的兩塊端板,用箱體上的縱橫梁代替端板,代表模型NIO在75度。

CTP3.0:進(jìn)一步拆除箱體上的縱橫梁,用兩個(gè)單元和單元體之間的夾板來(lái)滿足結(jié)構(gòu)要求。

寧德時(shí)代 CTP3.0與潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的比較
寧德時(shí)代CTP3.0 VS 特斯拉 CTC
麒麟電池水冷板的位置與特斯拉4680電池的位置相似。水冷板夾在電池之間,但特斯拉的水冷板不需要支持它。

 

寧德時(shí)代CTP3.0VS特斯拉

 

大圓柱體之間的散熱空間比較大,上面還有一層水冷板,所以特斯拉CTC的散熱效果要比麒麟電池好。疊加式全板設(shè)計(jì)非常有利于快速充電設(shè)計(jì),但空間利用率一定低于麒麟電池。

寧德時(shí)代ctp3.0與比亞迪CTB的對(duì)比
比亞迪CTB采用上層直接冷卻板的設(shè)計(jì),電池之間沒(méi)有冷卻設(shè)計(jì),所以其冷卻效果不如麒麟電池,不利于電池在快速充電時(shí)的散熱。

 

寧德時(shí)代CTP3.0VS比亞迪CTB

 

比亞迪CTB仍然保留了提供強(qiáng)度/剛度的橫向鋼梁。其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)于麒麟電池,但體積利用率較低。

 

麒麟電池VS上汽的魔方電池
魔方電池是上汽集團(tuán)和寧德時(shí)代的聯(lián)合產(chǎn)品。麒麟電池和魔方電池有很高的相似性,都是采用垂直冷卻結(jié)構(gòu),但魔方電池采用的是雙電池臥放布局,而不是麒麟的側(cè)立布局。上部和下部電池之間沒(méi)有膨脹。

 

麒麟電池與上汽魔方電池

 

補(bǔ)償片+隔熱氣凝膠的隔離層不可能真正做到不發(fā)熱,所以麒麟電池在控制散熱方面做得更好。魔方電池在垂直方向上更薄,但其體積利用率比麒麟電池低。

結(jié)論
1)結(jié)構(gòu)上的進(jìn)一步創(chuàng)新。麒麟電池的水冷板取代了電池組的橫梁和縱梁,疊加了雙層冷卻通道設(shè)計(jì),具有支撐、水冷、隔熱、緩沖四大功能。

 

循環(huán)壽命和特定能源得到更好的改善

 

此外,麒麟電池的電池片采用雙排背靠背的側(cè)向排列方式,可以放入更多的電池,整體安全性、快速充電性能、循環(huán)壽命和比能量都得到更好的提升。

麒麟電池是公司在現(xiàn)有棱鏡電池技術(shù)路線下,通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新進(jìn)一步提高電池性能的重要途徑。

 

麒麟電池是重要的途徑

 

鐵鋰+麒麟電池可與刀片電池競(jìng)爭(zhēng),高鎳三元+麒麟電池可與4680競(jìng)爭(zhēng)。該公司之前表示,它將在2023年大規(guī)模生產(chǎn)麒麟電池,滿足不散熱的要求,巡航里程可達(dá)1000公里。

2) 麒麟電池對(duì)電池單元的結(jié)構(gòu)要求提高了,對(duì)水冷板的需求增加了。

由于成組的簡(jiǎn)化,對(duì)麒麟電池電芯本身的安全要求提高,對(duì)結(jié)構(gòu)件(如防爆閥)的需求增加,所以電芯結(jié)構(gòu)件的價(jià)值略有增加。

 

麒麟電池對(duì)結(jié)構(gòu)的要求越來(lái)越高

 

同時(shí),由于水冷板取代了麒麟電池組的橫梁和縱梁,對(duì)水冷板的需求也在增加。

3) 麒麟電池有利于加速4C超級(jí)快充的迭代:可以刺激快充鋰電池材料的需求,如高鎳單晶正極、快充負(fù)極、電解液添加劑Lifsi、導(dǎo)電劑等。

 

 

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