JavaScript is required
汽车电子设计
2021-12-03
首页推荐

如何看待 Lucid Air Dream 的电池设计?

新出行社区 · 文章

Lucid Air Dream 的电池系统参数是很高的,额定容量为 118kWh。

最近惹上了一些争议: 在测试中从 0-100% 充电需要 134kWh。

在这里有一些好玩的东西可以和大家一起讨论下,这款电池其实折射了很多 110-130kWh 大电池系统后续面临的问题 。

▲图1.Lucid的三电技术解密

Part 1

Lucid Air Dream 充电的速度和时间

这款 118kWh 的电池最大充电功率,在 1%-20% 的低电量 SOC 下,充电功率可以拉高到 300kW;然后随着 SOC 的增加,到 SOC 50% 时,功率大约在 180kW;到 80% SOC 时为 90kW。

总体来看这根功率曲线对一个800V的电池系统来说,是非常不错的。

▲图2.Lucid Air Dream的充电功率曲线

如果按照充电时间来分解,以后这类车估计会形成特殊的使用习惯,因为要充满太久了,第一个 100 英里,只需要 5.5 分钟,第二个 100 英里 6.5 分钟,但是第三个 100 英里就需要 10 分钟,第四个 100 英里需要 15 分钟——这个充电时间增加速度很快。

▲图3.Lucid Air Dream的充电时间

有关 Electrify America 在 0-100% 充电范围内收取 134kWh 的电费,这个事实让很多消费者感到困惑。我的理解是,在整个充电的过程中,16kWh 的能量,到底损耗在哪里呢?在下面这几个环节:

●  直流充电桩损耗:3%

这个取决于整个过程中,冷却系统的功耗和直流充电模块的效率和计费显示模块的功耗,估算加起来大约是 3%,约 4kWh。

●  充电过程中的冷却:4%

这部分能量用于在充电过程中冷却电池。在充电过程中,水冷系统、12V DCDC、充电线缆、Busbar 和电池都会发热。

●  电池效率损耗:5%

大电流快速充电时,电池的实际转化效率大概只有 95% 左右。输入能量和可用能量之间大约 5% 的差异是电池组充电过程中损失的能量,在这里包括充电电流、电芯内阻和整个导通路径下的其他阻抗、初始电芯温度、电池组其他等效电阻等 ,整个损耗能量约为 6.7kWh。

▲图4.充电时间和需要的能量

在测试中,Taycan 配备 Performance Plus 94.3kWh (总能量) 电池组进行了 0% 至 100% 直流快速充电测试,电池组的可用能量为 83.7kWh,Electrify America 在充电过程中收取了 94 千瓦时电费,比标称的可用电量多 10.3 千瓦时。

▲图5.Taycan的84kWh可用电量,充电需要94kWh

Part 2

电池到底多少能量?

Lucid 模块和电池组的构造方式,在之前的一次发布会里面做了交代,我这边当时没有跟进。

实际上,在这个设计中一共采用了 22 个模块,2170 型电池共 6,600 个。如下图所示,单个模组其实包含了 300 个21700 电池,模组的配置规格是 30P10S,下面能看出来 10 个 Brick,采用一个塑料和 Busbar 的主题来包容电芯。我们算一下单个模组的低电压约在 36.5V,22 个模组为 803V。

▲图6.21700模组的成组形式

模组之间采用插接的圆线来实施模组间的连接。

▲图7.Lucid的电池模组

我的理解,这么大的电池,如果不用 SiC 器件,在整体效率方面是有很大的损失的,所以 Lucid 也做了 SiC 的 MOSFET 来提高驱动效率。我们可以认为到了 100kWh,如果继续使用传统的 IGBT 来做,效率上不划算。这同样适用于 20kW 的车载充电机。

▲图8.大电池容量下
功率电子往 SiC 甚至 GAN 迁移是有帮助的

小结:我们在 2022 年在国内会见到 100-120kWh 漫天飞的局面,高端豪华品牌在大能量的基础上要增加快充速度,100kW 以下的东东都不太拿的出手,至少都是 200kW,甚至是 300kW 的产品。

新出行综合社区
全部评论
只看作者
  • 最热
  • 最新
  • 最早
  • 赞赏
  • 3
    点赞
  • 3
    抢沙发