高效儲能/全面防護解析ID.4X電池技術

 [愛卡汽車 新能源頻道 原創]

 全球汽車行業正在朝着智能電動汽車的方向加速轉型,各大車企都制定了規模龐大的轉型計劃,定下了實現碳中和的時間表。但要是論實際行動,在這場轉型中動作最快的還得數大眾。在競爭對手們依然磨磨蹭蹭油改電的時候,大眾已經推出了純電專用的MEB平台,它不僅在硬件設計上全面革新,更採用了符合智能化要求的域集中式電子電氣架構和軟件系統。新技術的大量應用難免會造成一些問題,比如大眾ID.3遇到的OTA升級故障,但是明眼人都能看出大眾已經在智能電動汽車的競爭中佔據了先機。

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 在國內,大眾的轉型腳步也非常快,南北大眾建成了2座MEB工廠,已經開始投產ID.4系列純電動汽車,並且後續車型也將很快問世。在20-25萬元的價位,上汽大眾ID.4 X(參數|詢價)和一汽大眾ID.4 CROZZ(參數|詢價)迅速成為了最值得選購的電動汽車。

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大眾 ID.4 X車型首頁參數配置圖片口碑報價詢底價19.99萬起

 作為大眾在中國投產的首批MEB平台車型,ID.4系列車型有太多值得我們關注的地方,但是消費者最關注的應該還是續航和安全,畢竟這是電動汽車的安身立命之本。接下來,我們就以上汽大眾ID.4 X為例,向大家介紹一下大眾MEB平台的電池技術。

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大眾是模塊化/平台化的先行者,平台化的成本優勢讓大眾成為了世界上最大的車企。在進入新能源領域時,大眾也選擇了從平台做起。先研發出MEB平台,再展開車型的開發。MEB平台的德語全稱是Modularer E-Antriebs-Baukasten,翻譯過來就是模塊化電驅動平台,這是一款專為電動汽車優化過的純電專用平台。

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2018年10月,上汽大眾的MEB工廠破土動工,並於2019年11月啓動樣車試生產,此後近一年時間則用於設備更新和產品驗證工作。新工廠總投入約170億元,規劃年產能為30萬輛。上汽大眾ID.4 X正是在這家工廠生產的。

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大眾的MEB工廠不僅有傳統汽車工廠裏的衝壓、焊裝、塗裝、總裝四大工藝,還有電池包的生產線。在中國,上汽大眾採購寧德時代的三元鋰電芯,電芯能量密度達240Wh/kg。經過嚴格的檢測之後,這些電芯在MEB工廠裏被組裝成電池模組,再由多個模組構成電池包。生產過程基本實現了無人化全自動生產,有助於提升一致性和可靠性。

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通過改變電池包中模組的數量,可以改變電池包的電量,以滿足不同車型的要求。上汽大眾ID.4 X的電池包容量最大可達83.4kWh,能量密度最高為175Wh/kg,可以支持該車在NEDC工況下行駛555km。電池包托盤主要由高強度的鋁合金框架和鋁衝壓底部裝甲組成,可以有效抵禦外界的衝擊,避免電池模組和電芯收到擠壓。

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ID.4 X的智能BMS電池管理系統具備過充過放保護、智能低電量管理系統、智能全天候行程用電管理和先進的續航里程算法,有助於保障不同工況下的實際續航里程。這套BMS系統可以精確自學習精準反映電池狀態,根據不同路況實時調控電耗,它還能基於用户駕駛習慣以及車載電器使用情況測算續航里程,從而減少里程焦慮的困擾。

 上汽大眾ID.4 X的電池包配備了高效的液冷温控系統,在-30℃~45°C的環境中,這塊電池包均可以正常工作。優秀的熱管理系統還帶來了更長的電池壽命,在室温中進行500次充放電循環之後後,ID.4 X的電池包容量依然可以保持在97%的高水平。在行駛了8年12萬公里之後,電池包容量大於80%。

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上汽大眾ID.4 X擁有優秀的百車身結構設計,並且大量應用的高強度材料,能夠成分保障乘員和電池包的安全。

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電池包的四周被高強度鋼包圍起來,底部還有兩道高強度鋼材料的橫樑,能夠避免電池包在發生事故時收到擠壓。

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除了優秀的設計之外,電池的安全性和可靠性還需要大量的試驗來驗證。在前期引入PHEV車型時,上汽大眾已經在電池包的研發和測試上積累了豐富的經驗。引進ID.4 X時,上汽大眾累計進行道路耐久試驗里程超過350萬公里,覆蓋吐魯番、大理、海南、上海、哈爾濱、黑河等地,經歷乾熱、濕熱、乾冷、温暖等氣候條件。

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上汽大眾ID.4 X的安全標準很高,需要通過338項電池安全項目測試(國標要求僅為53項),涵蓋碰撞、火燒、熱擴散、高低温存放、温度衝擊、鹽霧測試等。上汽大眾的企業標準不僅數量遠超國標,而且測試環境更加嚴苛,對測試成績的要求也要更高一些,能夠保障全生命週期電池性能。

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由於測試項目太多,所以只能向大家介紹幾個最具代表性的測試。第一個是IPX8/IPX9K長時間浸水試驗,模擬車輛泡水後,電池包是否出現水侵入狀況。在試驗中,電池系統在水下浸沒(地庫泡水、颱風地面積水)1米達24小時,或者高壓水槍洗車,電池包安然無恙。(圖為途觀L(參數|詢價) PHEV的電池包浸水試驗)

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在“泡澡”之後,電池包還要被火燒。火燒試驗模擬電池包在遇到車輛事故外部失火狀態下的安全性。在這項試驗中,電池包首先直接暴露在火焰中70s,然後在持續燃燒60s,整個試驗總時長3min。在試驗中和試驗後2h內,電池包不能出現起火和爆炸的情況。(圖為上汽大眾途觀L PHEV的電池包)

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模擬碰撞試驗也是非常重要的一項試驗,這項試驗模擬車輛遭受撞擊時,電池包是否安全穩定。在這項試驗中,電池包通過高壓發射裝置以60g的加速度彈射出去(國標要求僅為25g),看電池包內部的機械連接和結構是否會出現異常或損壞。(圖為上汽大眾途觀L PHEV的電池包)

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作為大眾集團電動汽車的基石,MEB平台將應用到未來的幾百萬甚至上千萬輛新車上,所以在技術標準上必然是非常嚴格的。上汽大眾ID.4 X作為首批國產的MEB平台車型,在電池技術上也表現出了非常高的水平,其能量密度和可靠性都處於行業領先的水平。

編輯點評:

面對智能電動汽車的潮流,大眾是轉型最快的傳統車企,這既是因為對未來趨勢的精確洞察,也是由於“排放門”後巨大的外部壓力。為了實現成功轉型,大眾在MEB平台下了重注。目前來看,結果是比較樂觀的,大眾的ID.3在歐洲熱銷,ID.4在中國也表現出了很強的產品力。你是否看好大眾的轉型呢?

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