孚能科技SPS大軟包如何做6C超快充?
6C快充正逐步成為高端電動汽車“標配”,也已然成為電池企業(yè)角逐的新“賽點”,這一趨勢不僅大大緩解了用戶的充電焦慮,還在用戶體驗、電池技術(shù)創(chuàng)新、市場競爭與產(chǎn)業(yè)升級等多方面產(chǎn)生了深遠的影響。
近日,華為推出高端車型尊界S800,其中增程版搭載的巨鯨電池2.0,電池容量達65kWh,支持6C快充;純電版的帶電量97kWh,采用了5C快充電池。無獨有偶,近期新上市的小米SU7 Ultra,電池快充能力達到5.2C。此外,理想首款純電動車型理想Mega,將5C快充當作主要賣點之一。
6C超快充技術(shù)涉及材料、電芯、系統(tǒng)、熱管理設(shè)計和安全防護等多個維度,考驗著電池企業(yè)的研發(fā)實力和制造能力,目前公布6C超充技術(shù)方案及落地的電池企業(yè)仍屈指可數(shù)。
日前,孚能科技對外公布了大軟包6C超快充電池系統(tǒng)解決方案,不僅展示了其在電池技術(shù)方面的深厚底蘊,也為行業(yè)樹立了新的標桿。
據(jù)了解,孚能科技6C超充方案依托其SPS軟包電池CTP系統(tǒng)架構(gòu),首創(chuàng)五面液冷設(shè)計,大幅增加散熱面積,提升換熱效率;同時,采用五面封堵與底部定向排氣設(shè)計,確保單電芯熱失控不蔓延(NTP),滿足4C-6C超快充、高安全需求,實現(xiàn)全天候快速補能,符合未來5-10年技術(shù)迭代和市場需求。
軟包電池系統(tǒng)如何實現(xiàn)6C超充?
充電倍率越高,電池在充電過程中產(chǎn)生的熱量就越多,因此快充電池需要更強大的冷卻系統(tǒng)來均衡溫度,保障安全。據(jù)悉,尊界S800搭載的華為巨鯨電池2.0,采用了電芯上下雙大面液冷板。
在SPS大軟包電池系統(tǒng)超快充應(yīng)用中,整包熱管理是影響超快充實現(xiàn)的主要因素。
據(jù)孚能科技研發(fā)副總裁、研發(fā)院院長姜然近期在公開場合介紹,為更好發(fā)揮軟包電池散熱優(yōu)勢,孚能科技創(chuàng)新熱管理設(shè)計,采用五面液冷技術(shù)(電芯大面+兩長側(cè)邊+雙極耳),大幅增加電芯散熱面積,散熱效率相較傳統(tǒng)側(cè)邊冷卻提升4~5倍。
五面液冷創(chuàng)新,得益于孚能科技SPS軟包電池系統(tǒng)內(nèi)部的高度集成化設(shè)計。據(jù)介紹,孚能科技將液冷板、鋁翅片和散熱材料集成在“工字型”液冷板之上,構(gòu)建了高效的三維立體傳熱體系,確保了高效傳熱與溫度的均勻分布,在5C-6C超快充狀態(tài)下,單電芯最高溫度低于50℃。
軟包、方形、圓柱電池,因形狀及電芯厚度不同,在散熱方面也有著較大差異,進而影響著高倍率充電性能的表現(xiàn)。軟包電芯形狀為長薄型,相較于方形、圓柱電池,其電芯在散熱方面天然具備優(yōu)勢。
借助“工字型”液冷板集成設(shè)計,電芯大面能夠與液冷板全面覆蓋,可迅速將電芯內(nèi)部產(chǎn)生的熱量,通過大面積冷板傳導出去,充分發(fā)揮軟包電芯的散熱優(yōu)勢;軟包電芯的兩長側(cè)邊同樣被液冷板包裹,實現(xiàn)更大面積的散熱冷卻;利用軟包電芯設(shè)計靈活的特性,將兩端極耳折成特定角度緊貼冷板散熱,同時在極耳處涂抹散熱膠,有效攻克了高倍率快充下的極耳散熱難題。
據(jù)介紹,孚能科技大軟包超快充方案,分別提供三元5C和鐵鋰6C兩種超快充方案,基于大軟包SPS架構(gòu)可采用立式、平鋪等不同疊放方式,以實現(xiàn)更優(yōu)的散熱效果。其中,三元5C方案采用立式SPS結(jié)構(gòu),相對傳統(tǒng)冷卻方案,換熱面積提升4倍;鐵鋰6C快充系統(tǒng)采用平鋪SPS層疊結(jié)構(gòu),換熱面積提升4.8倍。
值得一提的是,基于孚能科技自主開發(fā)的ROM+快充優(yōu)化模型,三元5C和鐵鋰6C兩種超快充電池系統(tǒng),快充能力還可以進一步提升。在30℃的超快充環(huán)境下,從10%充至80%的SOC所需時間分別由11.8分鐘縮短至10.2分鐘(提升13.5%),以及由10.28分鐘縮短至8.55分鐘(提升16.8%)。
SPS大軟包超快充電池系統(tǒng)方案,不止于“快”
孚能科技推出的五面冷卻大軟包超快充電池系統(tǒng)方案,不僅具備超快充性能,且全體系零熱失控,整包深度輕量化,在性能和成本方面都有優(yōu)勢。
在輕量化和集成設(shè)計上,軟包電池超快充方案延續(xù)了SPS第一性原理設(shè)計理念,進行了諸多“三合一”集成設(shè)計。例如,將液冷板、排氣通道、結(jié)構(gòu)件深度集成,不僅借助液冷板的隔熱功能及定向排氣設(shè)計,實現(xiàn)熱電分離,極大地提升了電池系統(tǒng)的安全性與運行效率,還使得電池系統(tǒng)成組效率大幅提升。同時,該方案相較同級別電池系統(tǒng)零部件減少30%以上,充分滿足極致降本需求。
此外,箱體底托+排氣空間+底護板的三合一設(shè)計,使得相同電量布置下,Z向空間增加3mm,在電池包刮底和底部碰撞時,電芯更不易被擠壓,安全性更高。
在熱擴散方面,該方案可實現(xiàn)全體系最大6C超快充的同時,做到了單電芯級別無熱蔓延。
通過創(chuàng)新電芯極耳焊接搭接方式,電芯兩端各增加5mm可用空間,進一步提升PACK體積空間利用率。在同平臺包絡(luò)下,系統(tǒng)電量增加5%以上。
兼容性方面,當前整車廠電動平臺種類繁多、車型復雜多樣,加之車企內(nèi)卷激烈,車型迭代速度非常地快,如何實現(xiàn)電池的平臺化設(shè)計,以便快速適配不同車型的需求,已經(jīng)成為大部分電池企業(yè)都需面對的難題。
作為集性能、成本、體系迭代升級于一體的無模組軟包電池解決方案——SPS大軟包超快充電池系統(tǒng)具有極強的兼容性,可靈活適配全車系不同平臺需求。
比如,可通過改變軟包電芯堆疊數(shù)量或軟包電芯厚度,快速匹配不同高度車型底盤,滿足新能源乘用車、商用車、特種車輛,電動船舶、eVTOL等場景需求。
這種兼容性還體現(xiàn)在多個層面。在材料體系層面,SPS大軟包系統(tǒng)兼容三元、磷酸鐵鋰、鈉電池、磷酸錳鐵鋰等多種材料體系。在電池形態(tài)上,兼容液態(tài)和固態(tài)電池技術(shù)路線。能量密度表現(xiàn)上,三元體系以6系為例,整包質(zhì)量能量密度可以做到200Wh/kg,鐵鋰體系6C超快充電池整包質(zhì)量能量密度達到152Wh/kg。
動力電池作為電動汽車最核心的零部件,也是最大賣點之一,6C甚至更高倍率超快充電池解決方案,將成為接下來車企、電池企業(yè)破卷的突破口。孚能科技6C超快充軟包電池方案,實現(xiàn)了超充、能量密度、安全、兼容、循環(huán)壽命等多維度的升級,將為市場提供一個可靠的解決方案。
相應(yīng)地,憑借領(lǐng)先的超充全能產(chǎn)品,孚能科技也有望贏得更多車企、eVTOL、商用車、高端船舶等客戶的認可,進一步增強其在動力電池市場的競爭優(yōu)勢。