總體來看，“天工電池”是構(gòu)建于我們熟悉的傳統(tǒng)方殼電池，重點(diǎn)對電池結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)、熱管理系統(tǒng)、智能云端管理等方面進(jìn)行了優(yōu)化，在哪吒S車型上搭載。由于電池價(jià)格成本下降曲線被打斷，所以哪吒也開始開發(fā)純電版車型（續(xù)航715km）和增程版車型（純電續(xù)航300km），這個(gè)也是對當(dāng)下電池成本的自然反應(yīng)。
哪吒汽車開發(fā)的電池系統(tǒng)開發(fā)路線主要分為三代：
●VDA模組：這個(gè)大家都很清楚，不多說了。
●定制大模組 CTP：這個(gè)和雙排的不一樣，目前的方案是圍繞長條的模組開發(fā)的。我們根據(jù)核算成組率中位數(shù)75%，Pack能量密度185Wh/kg，對應(yīng)的電芯能量密度為246Wh/kg。
●下一代2023年的 CTP/CTC的模式：目標(biāo)能量密度要超過210Wh/kg，集成效率85%，也就是估算電芯能量密度247Wh/kg。
我的理解從2022年，天工電池系統(tǒng)的迭代主要進(jìn)一步做無模組集成化來降低結(jié)構(gòu)部件的重量。
▲圖1.哪吒的技術(shù)路線
Part 1
電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
如下圖2所示，這是標(biāo)準(zhǔn)的C家主導(dǎo)的電芯設(shè)計(jì)的延伸。
▲圖2.哪吒的電芯選擇
定制的模組采用13個(gè)電芯為一個(gè)模組，然后中間有11片汽凝膠。為了結(jié)構(gòu)的考慮，等于把原來的兩個(gè)模組取消了一塊端板，然后給整合起來。模組的兩塊側(cè)板都在，并且采用了多面的絕緣設(shè)計(jì)防護(hù)。
從示意圖來看，這個(gè)氣凝膠為了起到防護(hù)的效果，厚度不小，并且每個(gè)電芯都加了一片。
▲圖3.定制的大模組
整包一共使用7個(gè)大模組，也就是7*13=91個(gè)電芯。為了保證整個(gè)電芯在熱失控下的整包防護(hù)效果，采取了一整塊的隔熱片，來對復(fù)合材料的上蓋進(jìn)行保護(hù)。
▲圖4.電池包的設(shè)計(jì)
下面是一整塊完整的熱絕緣防護(hù)，抗沖擊的高溫絕緣，這其實(shí)也是設(shè)計(jì)CTC方殼電池的難點(diǎn)，在Z向高度需要考慮上蓋的防護(hù)——像246Wh/kg能量密度的三元電芯，能量又很大的時(shí)候，這個(gè)接近1kwh的電芯的熱量釋放是很劇烈的。
▲圖5.經(jīng)典的方殼熱設(shè)計(jì)
為了設(shè)計(jì)矮邊沿的托盤，特意采用了復(fù)合材料的上蓋，一方面是可以有效提升足夠的邊緣覆蓋能力，另一方面也需要保證隔熱材料能保護(hù)上蓋在熱失控的過程中免受傷害。
▲圖6.復(fù)合材料的上蓋
這是液冷布置的效果，采取了3大1小一共四塊水冷板。
現(xiàn)在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，主要還是采用和系統(tǒng)打通的模式：
●前饋式的熱管理：從前端的控制策略（駕駛工況），主要根據(jù)導(dǎo)航和整體需求，綜合計(jì)算電池的制冷和制熱的需求，通過行駛的預(yù)期來判斷單次充電時(shí)間，計(jì)算進(jìn)行充電的能耗。
●基于大數(shù)據(jù)的加熱策略：基于地圖里面的大數(shù)據(jù)信息（從A點(diǎn)到B點(diǎn)），這個(gè)估計(jì)從座艙里面計(jì)算那多少上坡，有多少下坡，根據(jù)上下坡來分配能耗。然后在整車系統(tǒng)里面通過AB點(diǎn)的距離，估算應(yīng)該進(jìn)行加熱等等這樣的行車加熱的策略。
●加熱時(shí)間管理：由于電池大了，其實(shí)啟用熱管理的時(shí)間只有5%，大部分都是恒溫占到了95%（熱管理系統(tǒng)不動(dòng)作）。
●可預(yù)充的保溫功能：手機(jī)APP算法在出門之前，預(yù)加熱和保溫來調(diào)節(jié)電池的問題。
▲圖7.電池?zé)峁芾?/span>
Part 2
電池管理系統(tǒng)
其實(shí)電池管理系統(tǒng)的這部分介紹主要是加入了云端管理，主要包括基于大量數(shù)據(jù)提取之后的云端SOH算法估計(jì)。
我理解是：慢慢在車載系統(tǒng)里面的BMS算法，更多的提供一個(gè)基礎(chǔ)的電池運(yùn)行狀態(tài)，需要結(jié)合域控制器和云端的算法來對電池進(jìn)行更好的管理。
▲圖8.SOH算法
▲圖9.析鋰的判斷
▲圖10.故障歸因的管理
▲圖11.安全的預(yù)警策略
我覺得國內(nèi)這幾年比較大的突破，是在電池的安全運(yùn)維方面。隨著大量的電池?cái)?shù)據(jù)采集被高速上傳到服務(wù)器平臺，可以形成一種提前篩選電池問題的模式，從而預(yù)防整車起火——這在新勢力車企基本是標(biāo)配了。
▲圖12.基于三元電池的運(yùn)維數(shù)據(jù)監(jiān)控
小結(jié)：我的個(gè)人看法，在傳統(tǒng)的方殼電芯設(shè)計(jì)中，確實(shí)有點(diǎn)趨同，也就是哪吒的方案和大部分豎著放的方殼電池沒有特別大的差異，主要是在安全和管理上能做好吧。天工電池就是是一個(gè)非常典型的方案，你要是和NIO的100kwh比有啥區(qū)別，我還真有點(diǎn)說不上來。大部分用方殼的車企都是這么設(shè)計(jì)的，用了大量的熱絕緣和熱防護(hù)的材料。