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    内卷害处多多:直冷电池包已渗透至国产豪华/性能车型

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    汽车控制逻辑2024-08-24

    直冷电池包技术现状

    新能源内卷的当下,在某些品牌的影响下,越来越多的新能源车企在自家的插电混动车型上使用直冷,对动力电池包进行冷却。

    其中主要代表是比亚迪,几乎全系PHEV车型刀片电池搭载直冷技术。另外长城哈弗,领克等,也在逐步跟进中,有扩大电池包直冷方案使用的趋势。并有部分厂家将直冷方案,包装成先进技术宣传,令工程师痛心。

    以前的车企都用什么冷却技术

    18、19年的时候,新能源车销量还没有那么高。市场上的新能插混车,基本都是水冷电池包方案。当时也没有兴起磷酸铁锂电池。这两年直冷电池包越来越多,大有成为主流电池包冷却方案的趋势。

    什么是电池包直冷技术

    直冷板是直冷系统的核心组件之一,在原有乘员舱空调系统的基础上,增加了,膨胀阀,直冷板。其主要功能类似于蒸发箱,吸收电池产生的热量。

    制冷剂在冷板中流动时,在上游会发生相变,从液态变为气态,吸收大量热量;

    下游是大量的低温气态的冷媒在冷板管道中流动,从而实现电池的散热和温度控制。

    据相关媒体报道“刀片电池是一种紧凑型动力电池,具有高能量密度和灵活的设计特点。在刀片电池的热管理系统中,冷板通常放置在电池模组的底部,制冷剂在冷板中流动时吸收电池的热量。刀片电池这种设计能够确保电池包的温度控制在20~40 ℃,同时保持各电池单体之间的温差不超过5 ℃。”

    为什么厂家使用直冷

    车企使用直冷电池包,根本原因是为了省成本。至少可以省掉水冷包上的水泵,热交换器,水壶。

    另外直冷包,在加热上,一般配加热膜,加热膜相比水PTC也可以节省成本。以及直冷板在内部管路设计制造上成本也低于水冷包。

    整体上直冷电池包相比水冷电池包,在热管理上可以节省500左右的成本。


    对客户有什么危害

    除了节省购车成本,直冷电池包能给客户带来别的好处吗?

    其实除了购车成本外,好处为0,坏处多多。

    网传好处:

    提升热效率,有效节省能耗并实现快速降温

    实际上:

    1:节能的能耗(主要是水泵)几乎可以忽略不计

    本身优秀的水冷电池包设计,也不会带来太多冷量的损耗。水泵几十瓦的电耗在激烈驾驶的大功耗面前,不值一提。

    2:直冷包下游直冷电池降温速度反而不如水冷电池

    低温冷媒实现快速降温的效果是,电池包里面,一部分电池冷,一部分电池热。上游电池接触的是低温液态10度以下在沸腾的冷媒,下游电池吹得可能是20摄氏度甚至30摄氏度的气态冷媒。

    水冷包由于水比热容大,水泵可调节冷却液运行速度,保证同一时刻整包电芯接触到的冷却水温度偏差小。并且在冷却结束后,水循环在包内运行,也可达到均衡包内电芯温度的作用。水冷方案是真正可以达到电芯温度控制2℃以内,极端状态瞬态5℃。高端水冷包(如宁德时代麒麟电池,GM电池的大面积水冷方案),可以控制电芯温差1℃。

    实测数据显示,某销量榜单第一名的直冷PHEV车型,

    夏季激烈驾驶状态下,直冷电池包自动开启制冷,包内不同单体,温差轻松到9℃。

    冬季低温行车状态下,直冷包开启加热膜加热,包内单体温差也接近10℃。

    3:单体温差大有什么问题吗?

    寿命衰减快:电池包高温低温状态,开启直冷和加热膜,带来的接近10摄氏度的单体温差,会加重磷酸铁锂一致性恶化。电芯处于大温差下,相同的充放电电流,不同温度的电芯寿命不同。电池包寿命遵循的是木桶效应,寿命最差的单体代表整包的寿命。

    这也是直冷磷酸铁锂电池包,寿命衰减大的一个重要原因。

    换一个20度电磷酸铁锂插混电池包,大约需要1.5万元。一个直冷电池包假如节省500元成本。对于主机厂来说,采用直冷电池包方案,只要30个人里面,不到1个人需要换电池包,主机厂就可以实现方案盈利。

    性能恢复慢:因为加热和制冷不均匀。制冷状态下,下游电芯温度下降慢,性能将受限与下游电芯。

    客户应该怎么选

    需要经常启用电池包加热和制冷的客户需要慎重选择直冷电池包。

    下列客户不建议购买制冷电池包PHEV车型:

    1. 低温高温区域没有暖库/冷库的客户。

    因为每次车辆运行,电池可能温度偏高偏低,需要启动冷媒直冷,加热膜加热。带来电池温差。

    1. 驾驶激烈的客户。

    激烈驾驶状态下,电池的大功率充放,电池包会明显温升,温升后开启冷媒直冷,亦会导致电池温差。

    1. 无法享受非三电终身质保的客户。

    直冷配磷酸铁锂电池包寿命衰减概率大于水冷包。不一致性产生时,是大量电芯梯度性不一致,无法通过维修单一电芯解决(以刀片电池为例,电芯用粘胶固定,不具备维修价值),只能换包。如无法享受终身质保,客户可能需要承担2万的换包成本。

    典型的网约车司机,如果是自己购买车辆,一般无法享受终身质保。对车辆质量和耐久要求会比较高,建议尽量选择水冷电池包,能上三元电芯更佳。

    长江以南&海南以北&中东部地区,驾驶较为温和的客户,可以考虑直冷磷酸铁锂PHEV插混产品。

    哪些车是水冷电池包?哪些是直冷电池包?

    • 比亚迪DMI系列,秦,宋,唐,腾势D9,均采用制冷电池包。


    另外一般20万以下车型是直冷电池包的重灾区。

    • 哈弗猛龙

    早期哈弗H6新能源采用水冷电池包,颇为良心但是销量不佳。新款哈弗猛龙已经是直冷且主动宣传。对应猛龙这种282kW动力,性能定位,要带客户诗和远方的SUV,实在不该使用直冷方案。希望回头是岸。

    • 领克07emp


    领克作为国产豪华品牌,早期领克全系水冷(领克08,领克09,领了01PHEV),今年出的07emp综合功率280kW,一款性能PHEV,首发直冷方案。作为国产豪华品牌,放弃水冷,使用低端直冷方案(官网确未宣传直冷方案优势),实在不应该,希望回头是岸。


    • 吉利银河L6 L7


    电池包热管理层面,23款吉利银河L6,L7均使用液冷方案。希望能够继续坚持使用液冷方案,不要随波逐流。

    作者寄语:

    希望消费者,看清新能源内卷大势下,车价越来越低以后,在客户看不到的地方,以牺牲车辆耐久性能的低成本方案正在大行其道。劣币驱逐良币的后果将逐步显现。

    甚至领克,哈弗这样的良心车企都无法免俗。

    希望买新能源插混PHEV车的客户,除了关注电池度数,再关注下电池热管理,预算范围内,多花千把块选个水冷的电池包,可以让电池寿命维持更好,降低换电池风险。

    也以免若干年后,中国品牌插混,都只追求冰箱彩电大沙发,20万内再无水冷电池包的插混PHEV。

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