拆解秦Pro EV500 揭秘比亞迪動力電池核心技術

動力電池作為純電動汽車的核心部件之一，與汽車的續航里程、路緣質量、動力性能、操控性能等密切相關。就純電動汽車制造成本而言，電池的比例也是最高的，一般在30%以上，這導致電動汽車的更高的售價和更晚的維護成本。因此，降低電池的單位成本，提高電池的能量密度一直是電動汽車技術發展的主要方向。對于最初以電池起家的比亞迪來說，高性能電池是比亞迪的殺手級武器之一。特別是在更換了能量密度更高、放電電壓更高、低溫性能更好的三元鋰電池后，比亞迪電動汽車車型系列的核心競爭力得到了極大提升。

本期我們將全面拆解比亞迪秦Pro EV500車型的電池組，分析比亞迪掌握的電池組安全設計、熱管理設計等創新管理技術。方形鋁殼集成工藝在去除電池組超薄非金屬上蓋和硅膠防火絕緣層后，可以清楚地看到電池組的整體布局結構，其中最明顯的是電池組集成工藝。集成過程在動力電池的研究和開發中非常重要。在滿足機械保護、熱安全保護、熱管理、環境保護等各方面安全要求的前提下，追求輕量化和優化成本與特斯拉使用的圓柱形電池方法不同。比亞迪采用了國內知名度較高的方形鋁殼，具有能量密度高、集成難度低的優點。此外，方形包裝工藝還有助于縮小電池之間的間隙，使整體尺寸更加緊湊。然而，圓柱形單元必須在單元之間留下三角形間隙，從而降低空間利用率。

由鎂鋁合金制成的電池芯外殼比圓柱形電池中使用的不銹鋼外殼更輕、更便宜，這有利于提高電池芯的能量密度，也降低了制造成本。此外，方形外殼結構可以容納更多的電解質，并且電極片的膨脹應力更低。Qin Pro EV500的電池壽命是圓柱形電池模塊的2倍多。電池模塊Qin Pro EV500采用比亞迪自主研發的鎳鈷錳三元電池，該電池基于鋰鈷氧化物，經過改進，采用鎳鈷錳作為電池正極材料，鎳鈷錳比例合理。在優化成本和確保安全的同時，該電池具有高容量、良好的熱穩定性和寬充放電電壓等優異的電化學性能。并有效提高電池能量密度至160.9Wh/kg，結合56.4kWh的容量。實現420公里的NEDC續航里程和60公里/小時500公里的恒速續航里程，有效緩解了用戶對續航里程的擔憂。由于電池組的高能量密度，它有效地減少了車輛的電池負載，從而降低了車輛的自重。

電池模塊的分組方式充分考慮了散熱和輕量化的需要，采用了用彈性鋼帶在兩側綁鋁短板的方式，以適應電池在充放電過程中的膨脹。同時，各種規格的模塊可以實現靈活布局，滿足不同型號的需求。車身中部應盡可能平坦，采用單層布局，以增加車內的高度空間。

在詳細設計方面，主電路連接及其信號采集部分使用鋁條。在相同的導電性下，與使用銅材料相比，重量可以減少一半以上，并且可以控制成本。然而，我們發現在引出電極上使用銅棒而不是鋁棒，這是由于鋁棒的硬度較低。以下……

在高溫和高應力下，鋁會坍塌，坍塌后不容易回彈。一旦冷熱交替，就會導致間隙增大、接觸電阻增大，并存在安全隱患。

比亞迪采用一種名為電磁脈沖焊接的技術來連接不同材料的銅和鋁。與常用的銅鋁直接軋制連接或超聲波焊接技術相比，電磁脈沖焊接工藝相對困難。雖然成本也會相應增加，但效果最好，是目前比較先進的技術。在每個電池極和極之間，鋁母線和極也通過激光熔接在一起，以確保可靠性。此外，在母線上設計了一個凹陷，以吸收機械振動和電擊膨脹引起的應力。如果是直鋁條，隨著電池的老化和膨脹，相鄰電池之間的極間距會增加，拉伸應力會影響焊點的可靠性。

在信號連接部分，比亞迪使用了柔性電路板，與傳統的采樣線束方案相比，該電路板更集成、更輕。如果你仔細觀察，你會發現柔性電路板上有一條細線狀的布線，我們稱之為樣品線保險絲。它的作用是，在碰撞過程中，它可能會擠壓采樣線束并導致短路，從而可能導致采樣線起火。這些燈絲可能會在短路過程中因過電流而熔斷，從而切斷短路電路，確保整個線束的安全和電池模塊的安全。

由于在電池管理系統中使用了鋰電池，為了確保電池始終在相對合適的溫度范圍內運行，比亞迪為其配備了獨立的電池智能溫控管理系統，以確保動力電池在復雜溫度環境下的穩定可靠性能。這種智能溫度控制管理系統通過液體介質的絕緣和冷卻，有效地確保了電池溫度的均勻性。在冷卻方式上，比亞迪在電池中增加了一個散熱回路，通過板式換熱器與空調回路相連。溫度傳感器布置在電池的進水和出水處以及電池液位耳處。結合電池溫度，實時調節空調壓縮機的功率，以控制電池的進水溫度和流速，從而將電池溫度控制在合適的工作溫度。

在加熱方式上，比亞迪在電池散熱電路中串聯了一個PTC熱水器。通過調節熱水器的功率，控制進水溫度和流量，比亞迪可以控制電池在冬季在合適的溫度下運行，確保充電速度和放電功率。

通過電池管理系統BMS，實時監測電池狀態，防止低溫、過充電、過放電和過熱，從而延長電池壽命。當溫度過低或過高時，充電和放電功率將受到限制，而當溫度過低和過高時，將禁止充電和放電，以保護電池。蛇形水冷扁管用于冷卻和加熱的水道布置在不同電池模塊的底部或側面。同時，我們注意到電池組中的水管使用了與特斯拉相同的口琴管。這種類型的口琴管非常薄，壁厚為0.8-1毫米。與壁厚為1.6-2毫米的傳統鋁合金水管相比，它的重量要輕得多。更與眾不同的是，與特斯拉相比，秦Pro EV500上使用的橫向彎曲蛇形設計可以說采用了相同的技術路線，但從技術角度來看難度更大，尤其是在彎曲部分的外圈，內側和外側材料的拉伸比差異很大，容易出現褶皺和裂紋，并且對……有很高的要求……

材料和技術。這種方法的好處也是顯而易見的。特斯拉管被設計為從側面“包裹”電池，但問題是圓柱形電池和散熱管之間的接觸面幾乎是直的，導致效率低下。這就是為什么在最新的21700（Model 3）電池模塊中使用整體注膠方法，這種方法只能犧牲“重量”來換取“熱量”。比亞迪的管道設計適用于方形電池，管道完全連接到電池側壁，以最大限度地擴大接觸面積。

這種設計不僅確保了每個電池都可以冷卻，而且與使用單個鋁板設計的冷卻通道相比，還實現了非常好的輕質效果。這是整個行業的領先技術，為比亞迪完成了挑戰。組裝過程整個電池組在最終組裝過程中處于完美的控制之下。特別是，基本上每個水冷管連接點、每個連接器連接點、各個高壓電氣連接點和結構固定點都有兩到三個確認。

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例如，一些低電壓連接器負責收集電池信號。如果BMS系統失去單電池電壓信號或單電池溫度信號，則無法繼續可靠工作，也無法完全確保電池安全。典型的連接器只有一個閂鎖，鎖定后會發出鎖定聲作為提醒。比亞迪不僅有一個聲音作為確認，而且還有一個輔助閂鎖。只有當主閂鎖插入到位時，才能關閉輔助閂鎖。兩階段鎖定設計已到位。此外，高壓電器的連接也是整個電池組組件的核心和關鍵點，尤其是在主電路連接的可靠性和低內阻設計方面。比亞迪的電池組使用耐高溫聚酰亞胺壓力密封銅棒進行主電路的長距離連接，并設計了許多三維彎曲，以吸收振動或熱膨脹時的長度變化，避免將負載轉移到連接螺釘上。

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盡管從接觸內阻的角度來看，單個螺釘的接觸內阻滿足加熱要求。然而，比亞迪仍然堅持使用雙螺釘的設計方案，這大大提高了可靠性。此外，在螺釘擰緊確認上，我們發現了三個顏色代碼，這意味著確認已經進行了三次。第一道工序是自動擰緊軸并用紅色標記。第二道工序是用扭矩扳手手動重新檢查，并分別用黃色和白色標記。

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此外，整個電池組內的大部分管道都配有尼龍網編織管套，尤其是與電池組外殼和內部部件接觸的管道，不僅保護了線束，避免了磨損，還起到了降低噪音的作用。

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綜上所述，比亞迪秦Pro EV500在整個電池組的輕量化和可靠性方面做出了巨大努力，并通過提高電池單元比率、優化電池管理系統和主動熱管理技術來提高電池的能量密度，從而提高了車輛的動力、操控和續航性能。特別是在安全設計方面，比亞迪的工程師考慮得更加仔細，以最大限度地提高用戶駕駛的安全性。這些都體現了比亞迪在電池研發領域的技術優勢和發展空間，可以說引領了行業的技術發展方向。

標簽：比亞迪特斯拉發現

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