BMW I Venture投资了成立于2020年的初创公司Our Next Energy,这家一共募资了8500万美金的企业,想要在密西根以16亿美金建设本土的20GWh磷酸铁锂工厂。这家企业是不是脑袋坏掉了,我要花时间来梳理一下。而从产品的总体设计思路上,这家企业是围绕磷酸铁锂(LFP)和无阳极电池(AFB)来做,整个设计思路确实有点像宁德时代的AB电池。
图1 这家初创公司啥来头
第一款电池(Aries),采用了我们知道的“cell-to-pack”,在电池Pack中直接堆放和使用磷酸铁锂(LFP)来实现较高的系统级能量密度。
第二项技术,称为Gemini“高能电池组”,该技术与第一款电池复合使用,扩大续航里程。
图2 Our Next Energy的两种电池:Aries和Gemini
PART 1:产品的设计思路
这个第一代Aries电池主要面向商用车,电池能量为79kWh,尺寸规格为1630*766*288mm,系统的能量密度为144Wh/kg,287Wh/L。成组效率76%。
图3 第一代磷酸铁锂电池
第一代铁锂电池主要面向商用车、储能方面,总体设计思路没什么明显的特色。
图4 磷酸铁锂电池第一代商用车
PART 2:复合的电池
在BMW投资以后,Our Next Energy还给BMW提供了一套电池,主要使用Anode Free的电芯,体积能量密度达到了1007Wh/L。这是一款240Ah刀片无阳极电池,由于功率特性差,所以也是加入了复合的方法来使用。
图5 BMW iX上的电池模组实物
这个面向的设计是185kWh电池,两种电池直接复合使用。
图6 concept设计
这里面就有两种不同循环特性的电池进行组合,由于AFB的循环次数比较少,这家创业公司也知道这个事情,所以组合的时候,让LFP作为主要的循环电池,让AFB作为储能使用,这样组合调度使用可以优化整个循环特性。
备注:目前AFB大家都能做成高能量密度但是循环特别不好的方案,而这里就为了解决循环不好问题,采用了特殊的系统设计。
图7 两种不同的电池
在这里设计了让AFB和LFP交替使用的做法,好处就是由于刀片磷酸铁锂电池的热特性要好一些,热失控传播的时候能扛住。
图8 组合使用的两种电池
这个电池系统由于整体的能量密度比较高,所以把DCDC都集成进去了。
图9 两种不同的电池
这里目的是蓝色的部分可以把单纯的LFP模块作为主要循环的产品,让混合模块作为能量们补充包,概念上就是能存储能量,但是使用次数比较有限的LMO的Anode Free的电池包,这个化学体系选择很有意思,也是围绕成本来考虑。
图10 主要的目的
小结:我觉得这家公司想法还是有的,也是根据现有电芯实际特点,将两种不同的电池进行组合,真的是费心了。
图|网络及相关截图
作者简介:朱玉龙,资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师,著有《汽车电子硬件设计》。