【总工札记】小鹏电池选择：从圆柱“变道”方形和软包
2020-03-19 09:36:57 阅读：52
摘要小鹏汽车和我是很有缘分的一家新造车企业，在几位创始人刚开始出发的时候，那时候还取名叫桔子汽车。有很多的故事和，经过若干年的发展，也走了一些弯路。在电池系统方面就存在从圆柱电芯转向方壳和软包的路线。
图1 小鹏的G3电池技术路线
早期的圆柱动力系统
小鹏汽车的电池技术，一开始的定位是从Tesla的模组设计和工艺技术，进行学习、仿和提高。本质的问题是特斯拉依靠一番打拼有了非常稳定的电芯供应商，在超级工厂的建设中，出人出技术出钱。
对小鹏汽车来说，在设计层面可以参考、对比、改造和优化，主要是后集成了液冷管，保险丝等关键技术，对部件的防火要求进行分配，将阻燃的要求放进去，落到实处的制造需要Pack供应商。
在电芯的选取上面，现在分为比克的NCM还有德朗能的NCA，还有一个联动天翼（松下的国内对接口子）做NCA。
备注：公告数据库里面有一款使用了鹏辉能源
表1 推荐目录下的动力系统的配置
电池选区的策略在这里有几个问题：
1）三种电池的特性是有差异的，特别是安全性设计，在不同特性的电池上是否足够有效，是需要花费很多的功夫的。
这种选择可以看作一种防御策略，实际所有的圆柱电芯的选用实际的比例为如下图所示，圆柱的电芯的选择相比主要的新造车企业的方壳电芯的选择，对集成工艺的稳定性还有BMS的SOC精度和保护限制要求比较高，真正上量在跑，马上会有压力。
图2 比克和联动天翼的选用比例
2）电量不够 使用原有的18650电芯，是个很大挑战，即使使用松下的NCA最大的扩充也只有50.5kWh，随着自主车企全面进入400公里，不到400公里的G3被诟病里程少就很麻烦。
所以在这里程这件事情上，直接促使小鹏做了一个战略决策：从原有的圆柱电芯的技术路线切换到方壳和软包兼容的标准模组上来。我们可以翻阅早期小鹏汽车所做的专利，大部分都是圆柱电芯相关的工艺路线。
表1 推荐目录下的动力系统的配置
方壳和软包技术路线
在里程数还有动力总成配置的方面，小鹏汽车在动力总成来说走了一条相对特殊的技术路线，与大多数的传统车企的技术路线并不一致。因此在动力电池成本大幅下降的同时，没有享受到这个红利。
事实上从18650的tesla早期的模组设计，切换到类似Model 3的长模组这个需要很大的挑战。
如下图所示，G3的这款车，早期是围绕类似Model X的矮Pack设计的，所以切换到方壳以后，为了尽可能利用空间，也尝试了在前排堆模组。
而且为了有更好的一家，在标准模组上也导入了一家战略的软包供应商，在G3和P7上都实现了双供。在这里倒逼决策者的主要因素是成本、能量密度（补贴系数）还有电池能能（代表车辆的里程和与之对应的车型竞争力）。
图3 2019和2020年G3的电池系统对比
而在P7上则从148mm的电芯切换到220mm的电芯，但是为了考虑到轿车的设计，电芯的高度从103mm降低到84.5mm，也就是PPE的设计目标规格。
图4 P7的电池专利示意图
【小结】我觉得小鹏汽车的技术转向，在一段时间里面承受了很大的压力，当时车主在举着旗子是很难受的事情。但是切换过后整体的G3的竞争力跟上了2020年整体进步的节奏，有时候路是必须要去选的，到P7这点能把能耗降低，电池系统变化带来的设计红利功不可没。
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