動力電池成組——高能量密度和輕量化設計

提高動力電池包能量密度,以滿足電動汽車行駛里程。提高動力電池包能量密度的方法有,一是提高成組效率,二是採用更高能量密度的電芯。目前,方形電芯將主推能量密度230~240Wh/kg的產品,軟包主推240~260Wh/kg產品,18650電芯將推出3。2~3。4Ah的產品、21700電芯將推出4。8~5。0Ah的產品。

動力電池成組——高能量密度和輕量化設計

目前,提高動力電池包能量密度的方法不是太多,無外乎從提高單體能量密度和模組最佳化以及殼體的輕量化這幾個方面著手。總之,在動力電池包帶電量一定的情況下,儘量提高其成組效率。

動力電池成組——高能量密度和輕量化設計

相對於新能源汽車的其他部件而言,動力電池包殼體對防撞、防水、防火、防塵等方面的要求尤為嚴苛。除保障、容納動力電池包外,動力電池殼體還要有效隔絕操作人員、乘客與動力電池的接觸,所以,動力電池箱體防護等級較高。因此,動力電池殼體的輕量化有一定的難度,既要保障動力電池和乘客的安全,也要切實做到輕量化。

動力電池成組——高能量密度和輕量化設計

當前,透過動力電池包的輕量化來大幅度提升能量密度已經成為行業內的主流方向,但在輕量化的設計過程中,一定要注意嚴格把控動力電池包的效能變化。輕量化設計的最主要目的是追求續航里程,減少或減掉所有多餘負擔,並要與降低成本相結合。輕量化的道路很多,比如提高電芯能量密度;在細節設計中,確保強度的情況下追求結構件的輕薄(比如選更薄的材質,在板材上挖更大的孔);用鋁材替換鈑金件,使用密度更低的新材料打造殼體等。

動力電池成組——高能量密度和輕量化設計

如果將動力電池鈑金殼體換為全鋁殼體,重量可減輕30%左右。此外,碳纖維材料也被視為比較有潛力的殼體材料。碳纖維材料密度小、重量輕,抗拉強度在3400MPa以上,且耐腐蝕、耐高溫,在吸收衝擊力上也有很大的優勢,是實現電動汽車動力電池包輕量化的上佳材料。然而,由於存在技術難度等原因,碳纖維動力電池箱價格高於普通材料,普及尚需時日。隨著碳纖維生產技術的不斷成熟,以及新能源汽車的快速發展,碳纖維動力電池箱需求量也會進一步加大。