芯耀
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想寫(xiě)方殼電芯的市場(chǎng)情況，其實(shí)主要分為 CATL、BYD 和后面幾家跟隨的方殼電芯企業(yè)，這個(gè)是節(jié)前要做的功課。但是這次比亞迪在方殼電芯上面做了比較多的功夫，而且也是非常值得跟蹤和關(guān)注的。我想分成三篇文章，分別從刀片式電芯、刀片式電芯成組和 Pack 方案，還有比亞迪的這套方案是否能承前啟后做一些推演。
1）?? ?比亞迪的刀片式電芯
2018 年和 2019 年比亞迪的動(dòng)力電池裝機(jī)量分別為 11.4GWh 和 10.8GWh，在補(bǔ)貼退坡以后，比亞迪在 2019 年裝機(jī)量同比下降 5.7%，其中在客車和專用車用的鐵鋰這塊下降比較明顯，鐵鋰電池使用量從 4.5GWh 降低至 2.8GWh，同比下降 37.3%。
圖 1 比亞迪刀片電池概念
從成本的角度考慮，比亞迪在原有的基礎(chǔ)上，比亞迪在電池尺寸上面做了更改，呈現(xiàn)“扁平”和“長(zhǎng)條”形狀。由于這個(gè)事情是高度保密的，我們也無(wú)從得知產(chǎn)品細(xì)節(jié)，只能從公開(kāi)的渠道來(lái)找，一個(gè)有價(jià)值的地方是專利渠道，由于很快要量產(chǎn)，比亞迪也需要在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面讓它得到保護(hù)。如下圖所示，在中國(guó)核心的關(guān)鍵專利能掛大領(lǐng)導(dǎo)的名字，一般是關(guān)鍵路徑。下面這三個(gè)專利就是這樣的，特別是兩個(gè)專利從申報(bào)到公開(kāi)的時(shí)間特別短，也是比亞迪非?？粗械暮诵膶＠Ｍ玫奖Ｗo(hù)的。
?表 1 比亞迪的三個(gè)關(guān)鍵專利
從第三個(gè)專利里面，我們可以看到比亞迪的刀片電池是一種長(zhǎng)電芯方案（基于方形鋁殼來(lái)做的電池），在比亞迪原有的電芯的尺寸基礎(chǔ)上（比亞迪之前在用的比較多的是 173 的和 148 的兩種），通過(guò)對(duì)電芯的厚度減薄，并增大電芯的長(zhǎng)度，將電芯進(jìn)行扁長(zhǎng)化設(shè)計(jì)并且予以減薄設(shè)計(jì)。
2）比亞迪刀片電池的信息
我們從這個(gè)電芯來(lái)看，其實(shí)高度 118 是根據(jù)目前的正常的卷芯來(lái)做的，13.5 的厚度其實(shí)比軟包的厚度也多不了多少。主要是從 435mm 到 905mm，甚至更高到 2500，這個(gè)電芯里面是怎么連接的呢？這里其實(shí)有點(diǎn)類似于之前非?；馃岬?Combo，電芯包括一個(gè)很長(zhǎng)的電池小“模組”，包括殼體和里面的卷芯組件，包括多個(gè)極芯組，這些極芯可以做成串聯(lián)的，也可以做成并聯(lián)的。
圖 2 刀片電芯的尺寸?
在串聯(lián)的方案下，兩個(gè)相鄰的極芯組之間設(shè)置有隔板，將電芯的空間分隔成若干個(gè)容納腔，這些容納腔形成類似的蜂巢結(jié)構(gòu)，并且具備密封和注液通道。
圖 3 刀片電芯里面的結(jié)構(gòu)
在串聯(lián)的結(jié)構(gòu)里面，一個(gè)電芯通過(guò)串聯(lián)連接形成了 3.2V*3=9.6V 的小模組。串聯(lián)設(shè)計(jì)的時(shí)候有好多的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
1）串聯(lián)設(shè)計(jì)中不同極芯組之間由于電壓不同，會(huì)導(dǎo)致鋁殼局部電位過(guò)低，極易導(dǎo)致鋰離子嵌入外殼內(nèi)部，形成鋰鋁合金腐蝕鋁殼，在殼體與極芯組之間設(shè)置隔離膜，用于隔離電解液與殼體的接觸?
2）不同極芯組內(nèi)的電解液在連通的情形下，存在內(nèi)部短路問(wèn)題；不同的極芯組之間存在較高的電位差（LFP 電位差大約為 4.0～7.6V），電解液會(huì)因電位差較大導(dǎo)致分解，影響電池性能，所以設(shè)計(jì)了隔板?
3）極芯連接件包括銅連接部和鋁連接部，銅和鋁對(duì)鋰有電位差，在銅連接部和鋁連接部的接觸的位置電解液接觸位置容易發(fā)生腐蝕，所以設(shè)計(jì)中采用了隔離板，并設(shè)置封裝結(jié)構(gòu)將極芯連接件封裝在連接通孔內(nèi) 由于做串聯(lián)搞起來(lái)容量做不大，這個(gè)估計(jì)在 PHEV 才有一些收益，加上比亞迪確實(shí)能把電壓做高，不局限于 400V，所以電池容量能小一些。
圖 4 串聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
并聯(lián)的結(jié)構(gòu)更厲害，這是把電芯的單端出兩個(gè) Tap 和雙側(cè)出 Tap 結(jié)合起來(lái)弄，這樣等于使用兩條串聯(lián)路徑來(lái)走，但是在一段進(jìn)行串聯(lián)連接，這樣把電芯一個(gè)一個(gè)連接起來(lái)。這個(gè)電芯的細(xì)節(jié)還得消化一下，我相信我們能看到的第一版電芯就是這個(gè)，比上面的串聯(lián)更靠譜點(diǎn)，而且能把容量做大。
圖 5 并聯(lián)的結(jié)構(gòu)
小結(jié)：我覺(jué)得比亞迪這次步子走的有點(diǎn)大，其實(shí)有點(diǎn)類似之前的 Combo 模組的概念，我覺(jué)得中國(guó)的兩家方殼電芯企業(yè)還真的腦洞很大，明天有空來(lái)探討下在這個(gè)刀片下的成組
