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哪吒發布天工電池：單體失控不起火；后續支持CTC

時間:2022-05-31 09:09來源:電動汽車觀察家 作者:王凌方
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這年頭，電動車企要沒點電池黑科技，都不好意思出來混。
 
新造車勢力中近期表現搶眼的哪吒汽車，當然不例外。喜歡中國傳統文化的它們，推出了不起火的“天工電池”。名稱取自明朝古籍《天工開物》，意思是“物自天生，工開于人。”
 
5月30日，哪吒汽車舉辦了一場線上的Netalks電池技術溝通會，詳細介紹了天工電池的技術和特點。
 
哪吒的天工電池系統與眾不同的點在于，除了安全，更多了算法的介入。
 
天工電池系統主要有三方面特點，在安全方面，主打隔熱、阻燃和電氣防護；熱管理方面，有恒溫熱管理系統；在電池全生命周期管理方面，采用前瞻思維對電池進行閉環管理。以此做到安全、高效和節能。
 
此外，在前沿技術方面，哪吒方面還透露，其下一代（第三代）天工電池系統采用了CTB/CTC技術，并儲備了滑板底盤技術，都將在近期公布。
 
目前這一技術將應用在粵港澳大灣區車展亮相的哪吒S車型上。
 
在這一技術加持下，哪吒S純電版本CLTC續駛里程達到715公里，增程車純電續駛里程也在300公里。當然，目前哪吒S公布的是兩驅版本，四驅版本續駛里程略有差距。

設計：兼顧安全和高比能
 
要做到電池包安全，就要阻斷電芯的自燃，車企和電池企業一般采用的方法是堵和疏。
 
根據哪吒汽車總裁助理、汽車工程研究院常務副院長張洪雷的介紹，哪吒的天工電池系統則是從三個方面進行設計，分別是“魔鬼”級電芯測評體系、網格式的模組設計和密艙式電池包設計。
 

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首先，在選電芯方面，哪吒制定了900多項電芯選型測評要求，其中性能測評要求超過400項、仿真開發與策略算法參數測評也超過400項，安全測評也有超過20項、機械可靠性測評、電化學數據測評和熱性能優化與驗證都有超過30項。據此，哪吒汽車嚴格篩選電芯。

張洪雷介紹說，單體電芯的防護層面，哪吒采用了耐高溫的防護材料、內置短路的熔斷保護、自開啟泄壓防爆閥，以及高水平極柱絕緣。
 

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所謂網格式的模組設計，就是哪吒汽車聯合C公司和清華大學做了電芯到模組再到整包的全系統仿真，設計出網格式的結構，可以兼顧電芯隔熱和高比能。
 
哪吒汽車在電芯間采用了航天級的阻燃材料，隔熱溫度在1000℃以上；電氣防護達到軍工級別，采用800V以上的絕緣冗余設計、短路冗余設計，以及模組級短路冗余安全設計；采用隔倉式結構防護，使用輕質高強度這種鋁框架，形成耐2000N以上膨脹的高集成大模組結構。
 

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在結構方面，天工電池也要做到高集成和輕量化。電池包采用超輕復合上蓋，高集成、雙密封下箱體。熱管理方面，哪吒的思路是熱電分離、定向熱疏導以及高溫絕緣等相對常規的方式。
 

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不過，在熱管理方面，天工電池系統除了安全，還能做到高效和節能。
 
熱管理：主打智能、高效和恒溫
 
天工電池系統的熱管理，是定制化的保姆式的恒溫管理策略，能夠從知冷熱、預測冷熱，私人定制、全時域、全地域恒溫控制，能夠帶來快速充電體驗，以及持久的續航。
 
例如針對冬季續航問題，哪吒采用的是熱泵熱管理系統，在冬季的續航里程會增加20%，比傳統的那種PTC的加熱方式能耗會更好。
 
天工電池熱管理主要能做到以下四點。
 
一是，智能前饋式熱管理，在前端制定控制策略。例如，根據電池的溫度、行駛工況等，計算精確到瓦級，選擇最劃算的模式，以節約能耗。
 

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二是，智能行車加熱功能。哪吒采用熱泵熱管理系統，進行多熱源行車加熱/保溫，使得車輛在冬季續駛里程增加20%。
 
哪吒是中國第一個引入能量流域管理控制策略的車企，基于地圖中的大數據信息，例如多少上坡、下坡，來分配能耗。通過AB點的距離，也可以知道在什么時間進行加熱最合適，有助于續駛里程的大幅提升。
 
三是，高效冷卻與加熱系統。通過恒溫液冷，讓電池15—45℃的恒溫狀態占比達到95%，溫升的加熱速率也達到了每分鐘0.8度，現在已經接近1度的水平。高溫充電效率提升8%，低溫充電效率提升10%。
 
四是，智能可預約式保溫功能。哪吒在手機APP上加上了一些算法，比如在出門之前，可通過手機APP做一些預加熱保溫等功能，在寒冷天氣里電池續航更有保障。
 
全生命周期管理：前瞻性閉環管理
 
在電池全生命周期管理方面，哪吒采用了前瞻思維：通過大數據分析，全面深挖離群和其他潛在失效個體。通過遠程診斷和便捷運維來做到全生命周期的閉環管理。
 

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具體來看，哪吒具備全場景的算法能力，通過用戶畫像，制定一車一策，為客戶做出定制化功能，并做到能源智慧管理和電池安全監控。
 

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做到上述能力，需要強大的算法支撐。這部分能力離不開哪吒的合作伙伴——360和寧德時代。“與360的合作，為哪吒提供了用戶大數據和云端能力，并為信息安全賦能。寧德時代作為重要股東，為哪吒提供前期電池的實驗數據、生產數據；結合合眾的整車數據、行駛數據打造出了整個閉環。”張洪雷說道。
 

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哪吒汽車的算法可以覆蓋全場景——行車、充電、靜止多個場景。
 
將這些數據與電池設計的實驗室數據進行對比，分析出像析鋰、雜質、微短路、軟件等問題，進行超前預警。
 

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當然，這套系統也能估算出電池最終的剩余價值是多少。
 
目前來看，天工電池系統還處于第二階段，就是定制大模組階段，哪吒馬上要開啟第三階段，即2023年將開啟高集成CTC的階段。
 

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此外，哪吒方面透露，其與寧德時代合作的CTC已經工程凍結，樣車也做了幾十臺。他們會在明年年底對“山海平臺”進行升級，后期會選擇一個基地做工藝升級，相關信息都會在近期公布。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 電池 哪吒
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