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哪吒发布天工电池：单体失控不起火；后续支持CTC

时间:2022-05-31 09:09来源:电动汽车观察家 作者:王凌方
点击: 次


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这年头，电动车企要没点电池黑科技，都不好意思出来混。
 
新造车势力中近期表现抢眼的哪吒汽车，当然不例外。喜欢中国传统文化的它们，推出了不起火的“天工电池”。名称取自明朝古籍《天工开物》，意思是“物自天生，工开于人。”
 
5月30日，哪吒汽车举办了一场线上的Netalks电池技术沟通会，详细介绍了天工电池的技术和特点。
 
哪吒的天工电池系统与众不同的点在于，除了安全，更多了算法的介入。
 
天工电池系统主要有三方面特点，在安全方面，主打隔热、阻燃和电气防护；热管理方面，有恒温热管理系统；在电池全生命周期管理方面，采用前瞻思维对电池进行闭环管理。以此做到安全、高效和节能。
 
此外，在前沿技术方面，哪吒方面还透露，其下一代（第三代）天工电池系统采用了CTB/CTC技术，并储备了滑板底盘技术，都将在近期公布。
 
目前这一技术将应用在粤港澳大湾区车展亮相的哪吒S车型上。
 
在这一技术加持下，哪吒S纯电版本CLTC续驶里程达到715公里，增程车纯电续驶里程也在300公里。当然，目前哪吒S公布的是两驱版本，四驱版本续驶里程略有差距。

设计：兼顾安全和高比能
 
要做到电池包安全，就要阻断电芯的自燃，车企和电池企业一般采用的方法是堵和疏。
 
根据哪吒汽车总裁助理、汽车工程研究院常务副院长张洪雷的介绍，哪吒的天工电池系统则是从三个方面进行设计，分别是“魔鬼”级电芯测评体系、网格式的模组设计和密舱式电池包设计。
 

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首先，在选电芯方面，哪吒制定了900多项电芯选型测评要求，其中性能测评要求超过400项、仿真开发与策略算法参数测评也超过400项，安全测评也有超过20项、机械可靠性测评、电化学数据测评和热性能优化与验证都有超过30项。据此，哪吒汽车严格筛选电芯。

张洪雷介绍说，单体电芯的防护层面，哪吒采用了耐高温的防护材料、内置短路的熔断保护、自开启泄压防爆阀，以及高水平极柱绝缘。
 

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所谓网格式的模组设计，就是哪吒汽车联合C公司和清华大学做了电芯到模组再到整包的全系统仿真，设计出网格式的结构，可以兼顾电芯隔热和高比能。
 
哪吒汽车在电芯间采用了航天级的阻燃材料，隔热温度在1000℃以上；电气防护达到军工级别，采用800V以上的绝缘冗余设计、短路冗余设计，以及模组级短路冗余安全设计；采用隔仓式结构防护，使用轻质高强度这种铝框架，形成耐2000N以上膨胀的高集成大模组结构。
 

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在结构方面，天工电池也要做到高集成和轻量化。电池包采用超轻复合上盖，高集成、双密封下箱体。热管理方面，哪吒的思路是热电分离、定向热疏导以及高温绝缘等相对常规的方式。
 

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不过，在热管理方面，天工电池系统除了安全，还能做到高效和节能。
 
热管理：主打智能、高效和恒温
 
天工电池系统的热管理，是定制化的保姆式的恒温管理策略，能够从知冷热、预测冷热，私人定制、全时域、全地域恒温控制，能够带来快速充电体验，以及持久的续航。
 
例如针对冬季续航问题，哪吒采用的是热泵热管理系统，在冬季的续航里程会增加20%，比传统的那种PTC的加热方式能耗会更好。
 
天工电池热管理主要能做到以下四点。
 
一是，智能前馈式热管理，在前端制定控制策略。例如，根据电池的温度、行驶工况等，计算精确到瓦级，选择最划算的模式，以节约能耗。
 

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二是，智能行车加热功能。哪吒采用热泵热管理系统，进行多热源行车加热/保温，使得车辆在冬季续驶里程增加20%。
 
哪吒是中国第一个引入能量流域管理控制策略的车企，基于地图中的大数据信息，例如多少上坡、下坡，来分配能耗。通过AB点的距离，也可以知道在什么时间进行加热最合适，有助于续驶里程的大幅提升。
 
三是，高效冷却与加热系统。通过恒温液冷，让电池15—45℃的恒温状态占比达到95%，温升的加热速率也达到了每分钟0.8度，现在已经接近1度的水平。高温充电效率提升8%，低温充电效率提升10%。
 
四是，智能可预约式保温功能。哪吒在手机APP上加上了一些算法，比如在出门之前，可通过手机APP做一些预加热保温等功能，在寒冷天气里电池续航更有保障。
 
全生命周期管理：前瞻性闭环管理
 
在电池全生命周期管理方面，哪吒采用了前瞻思维：通过大数据分析，全面深挖离群和其他潜在失效个体。通过远程诊断和便捷运维来做到全生命周期的闭环管理。
 

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具体来看，哪吒具备全场景的算法能力，通过用户画像，制定一车一策，为客户做出定制化功能，并做到能源智慧管理和电池安全监控。
 

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做到上述能力，需要强大的算法支撑。这部分能力离不开哪吒的合作伙伴——360和宁德时代。“与360的合作，为哪吒提供了用户大数据和云端能力，并为信息安全赋能。宁德时代作为重要股东，为哪吒提供前期电池的实验数据、生产数据；结合合众的整车数据、行驶数据打造出了整个闭环。”张洪雷说道。
 

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哪吒汽车的算法可以覆盖全场景——行车、充电、静止多个场景。
 
将这些数据与电池设计的实验室数据进行对比，分析出像析锂、杂质、微短路、软件等问题，进行超前预警。
 

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当然，这套系统也能估算出电池最终的剩余价值是多少。
 
目前来看，天工电池系统还处于第二阶段，就是定制大模组阶段，哪吒马上要开启第三阶段，即2023年将开启高集成CTC的阶段。
 

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此外，哪吒方面透露，其与宁德时代合作的CTC已经工程冻结，样车也做了几十台。他们会在明年年底对“山海平台”进行升级，后期会选择一个基地做工艺升级，相关信息都会在近期公布。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 电池 哪吒
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