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如何看待宁德时代的EVOGO电池设计?

1月18日动力电池届的新闻,是宁德时代的时代电服发布了换电服务品牌EVOGO及组合换电整体解决方案,也就是说宁德时代通过自己的全资子公司时代电服,来打造构建一个移动电能解决方案的服务。对这个事直接的要问的就是:

围绕宁德时代所做的方案,能够超越奥动的卡扣式换电?

蔚来的车企方案能打通各个汽车企业的设计,成为一个标准的第三方方案?

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▲图1.换电块、快换站和APP的组合运用

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Part 1

电池系统和汽车匹配问题

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宁德时代的“巧克力换电块”主要特点包括以下这几个:

单块电池的设计26.5kWh,目标是可以提供200公里左右的续航。

从下面这个图来看,是通过把电池分解的方案来做的。也就是说,为了适配不同的尺寸,配置了不同大小的电池。单块只考虑高压连接,这样可以减轻高压快换连接器的设计难度。

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▲图2.巧克力块的设计

自由组合的配组模式

按照这套逻辑的组合,整个换电系统可以提供不同的方案,1块(26.5kWh)、2块(53kWh)和3块的方案(79.5kWh)。具体我们可以猜测一下, 这套系统其实是采用宁德时代在大巴系统上比较多见的并联方式,通过内部的高压继电器来进行并联。

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▲图3.自由组合的系统

这里有个核心的问题:这么三块电池如何挂上去?

按照宁德时代的回复,结构上这意味着三个电池块需要对应一个电池支架。等于车上需要预先安装三个电池托架,并且把高压线和“冷却管路”都预先安装固定。

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▲图4.高压设计

电气设计

也正是因为这样,这需要采用无线BMS技术,外部只有高压正负接口,否则三块电池都要和外部进行连接和通信。

我的理解,为了匹配这三种不同配置的电池,就需要有一个非常柔型的电池管理系统的组网策略,在车上需要安装一个独立的组网设备,通过它来进行配置。

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▲图5.面向新一代的汽车无线通信技术

对于电气供应商来说,在这里就需要多个配电设置——我的理解如果想要实现高压并联的话,每个电池包都需要有主正、主负和预充系统,然后配上独立的电流感知。每个BMS都需要做近100路电芯采集。

备注:在这里我最大的疑问,是宁德时代是否会放弃大电芯的技术路线;也就是说,即使是采用宁德时代最新CTP技术,按照26.5kWh的设计,电池容量也就是在70Ah左右,这个容量可能回到VDA的电芯规格。虽然重量能量密度超过160Wh/kg,体积能量密度超过325Wh/L,但从成本角度来看,和目前推进的方向并不是相似的。

比较有意思的地方是快换站的设计。由于整体的电池块比较小,所以后续整体的堆叠就相对比较容易。有意思的地方在于,配套快换站具有占地小、流通快、容量大等特点。一个标准站仅需三个停车位,单个电块换电约1分钟,站内可存储48个换电块 。从这个意义上来看,这里从单层堆叠和布置的密度是挺高的。

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▲图6.EVOGO换电站设计

换电在中国有很多的问题。首先,从汽车企业来看,如果宁德时代做成功了,那可以说OEM在电池设计领域,连基本的设计权都没有了。这个 “巧克力换电块”的战略目的,是让各品牌车型都能用,打通了电池与车型的适配壁垒,实现换电车型的选择自由。也就是说,这次其实可以破除电池非标准化的问题,这一种第三方的换电方案,可以供不同的整车企业去选用。

这个事情由供应中国一半电池以上的宁德来做,还是可能成功的,毕竟产品覆盖了中国大多数汽车企业。

备注:这个方案只要能让管理部门觉得具备可能性,这事就成功大半了,和车企的意愿没关系。

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▲图7. 2021年中国动力电池各个供应商的情况

另一方面,对于大多数消费者来说,消费者可以“按需租电”,根据自身的使用场景与习惯,自由选择租用换电块的数量。通过“按需租电”,消费者在日常市内通勤,只需租用一个电块如果要长途出行,则可以选择两个或三个电块,真正做到可增可减,实现用电自由。这种探索其实是很有启发特性的,但是需要解决一个并发问题,想起来容易落到实处就难了。

小结:我的理解,不管这个事情是否成功,市场上确实不需要那么多汽车企业自己去设计一些不一样的电池系统,也就是说,在下个阶段的马太效应下,不是成为第一流的、有规模的汽车企业,就只能沦为被动接受方案的乙方了。我们可能只需要重点关注有前途的汽车企业,而规模做不大后续就将会很被动。

更多关于换电内容,可参与话题#CATL宁德时代换电品牌分享讨论。

来源:第一电动网

作者:朱玉龙

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/166515

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