DMP,比亚迪能否重塑软包电芯格局?

比亚迪的DMp,是目前我看到的最好软包电芯CTP方案。

1、软包集成现状

在此之前,我对于软包电芯在动力电池领域的应用是比较悲观的,方形和圆柱都是能够轻松实现CTP与CTC的方案,而软包迟迟没有一个像样、能打的方案出来,包括日韩、国内的几家软包领头羊,它们一直跳不出“模组”这个框架的限制,无非就是把模组再做得大些,完全被方形的思路牵着鼻子走。

直至我看到比亚迪的DMp电池包,不由感叹:原来软包还可以这样玩?这至少有点像我心中的软包CTP方向了。

软包电芯最难的是什么?就是软包电芯在安装固定时必须要额外有个结构框架,无论你这个框架是塑料的,还是金属的,你都没有法子彻底把它去掉。

2、DMP的创新思路

但是,我们能够做的是什么?就是把这个去不掉的结构件,功能集成起来。电池集成技术发展到现在,有一个趋势是很明显的了:那就是整个电池包,从结构上,一定是蜂窝状的。无论是特斯拉圆柱的Structural battery,还是比亚迪的CTB。因为对于未来的电池包,它是需要承受力的,这就要求电池包的上盖-电芯-下箱体,必然是一个刚性体。目前的大都的方案是采用胶粘技术,将它们都连接起来。方形、刀片和圆柱因为自身壳体是结构性能比较好的金属材质,因此,可以省却箱体中的绝大部分纵横梁,利用自身的壳体实现整个蜂窝状结构的刚强度。

对于软包电芯来说,它要做到CTP甚至CTC,也必须将上盖-电芯(含结构框架)-下箱体,成为一个刚性体。这里就不能把箱体中的纵横梁去掉,而必须是加上。利用这些结构件,和上盖、下箱体通过如焊接的方案、或是一体成型的方案,构建一个蜂窝状结构,这些蜂窝状结构既是整个电池包的受力结构,又是软包电芯(含结构框架或不含)的保护结构。

在此基础上,就可以把软包电芯直接塞入纵梁形成的一个个小的隔间,完成电芯的安装固定。软包电芯如何装入隔间,也是比较考验工艺的。这里我们还无法确定实际的方案是什么,从专利上来看,它采用的方法是很有技巧性的:先把软包电芯装入一个绝缘袋中,如上图中的电芯组件示例,然后对绝缘袋进行抽真空,使得里面的泡棉被压缩,以缩小电池模组的体积,然后将体积缩小后的电芯组件插入到上图中的容纳空腔后,解除真空,泡棉膨胀将电芯在空腔内压紧。

解决了这个电芯固定的问题之后,其他的工作就相对容易展开了,这里比亚迪对液冷板与箱体的集成也进行了相应的创新。整个包的集成效率约为148.7Wh/kg,比刀片的集成效率比如汉EV的集成效率(约140Wh/kg)还要高。

DMP的这个软包方案真的是太妙了!沿着这个思路走下来,软包CTP的方案一下就打开了,接下来就是在这个结构上如何进行热失控的防护,这样就可以上三元软包了。而且,对于即将到来的固态软包,这种方案恰好解决了软包如何进行CTP/CTC的难点,为软包固态的系统集成提供了非常高效的一个参考模版。有了可行性比较高的CTP/CTC方案,加上固态/半固态电芯量产的加持,软包电芯会迎来自己的新春天吗?

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