總體來看，“天工電池”是構建于我們熟悉的傳統(tǒng)方殼電池，重點對電池結構安全設計、熱管理系統(tǒng)、智能云端管理等方面進行了優(yōu)化，在哪吒S車型上搭載。由于電池價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），這個也是對當下電池成本的自然反應。

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：這個大家都很清楚，不多說了。

●定制大模組 CTP：這個和雙排的不一樣，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，對應的電芯能量密度為246Wh/kg。

●下一代2023年的 CTP/CTC的模式：目標能量密度要超過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)的迭代主要進一步做無模組集成化來降低結構部件的重量。

▲圖1.哪吒的技術路線

Part 1

電池系統(tǒng)的設計

如下圖2所示，這是標準的C家主導的電芯設計的延伸。

▲圖2.哪吒的電芯選擇

定制的模組采用13個電芯為一個模組，然后中間有11片汽凝膠。為了結構的考慮，等于把原來的兩個模組取消了一塊端板，然后給整合起來。模組的兩塊側板都在，并且采用了多面的絕緣設計防護。

從示意圖來看，這個氣凝膠為了起到防護的效果，厚度不小，并且每個電芯都加了一片。

▲圖3.定制的大模組

整包一共使用7個大模組，也就是7*13=91個電芯。為了保證整個電芯在熱失控下的整包防護效果，采取了一整塊的隔熱片，來對復合材料的上蓋進行保護。

▲圖4.電池包的設計

下面是一整塊完整的熱絕緣防護，抗沖擊的高溫絕緣，這其實也是設計CTC方殼電池的難點，在Z向高度需要考慮上蓋的防護——像246Wh/kg能量密度的三元電芯，能量又很大的時候，這個接近1kwh的電芯的熱量釋放是很劇烈的。

▲圖5.經(jīng)典的方殼熱設計

為了設計矮邊沿的托盤，特意采用了復合材料的上蓋，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上蓋在熱失控的過程中免受傷害。

▲圖6.復合材料的上蓋

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)在電池熱管理系統(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)導航和整體需求，綜合計算電池的制冷和制熱的需求，通過行駛的預期來判斷單次充電時間，計算進行充電的能耗。

●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點到B點），這個估計從座艙里面計算那多少上坡，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點的距離，估算應該進行加熱等等這樣的行車加熱的策略。

●加熱時間管理：由于電池大了，其實啟用熱管理的時間只有5%，大部分都是恒溫占到了95%（熱管理系統(tǒng)不動作）。

●可預充的保溫功能：手機APP算法在出門之前，預加熱和保溫來調節(jié)電池的問題。

▲圖7.電池熱管理

Part 2

電池管理系統(tǒng)

其實電池管理系統(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。

我理解是：慢慢在車載系統(tǒng)里面的BMS算法，更多的提供一個基礎的電池運行狀態(tài)，需要結合域控制器和云端的算法來對電池進行更好的管理。

▲圖8.SOH算法

▲圖9.析鋰的判斷

▲圖10.故障歸因的管理

▲圖11.安全的預警策略

我覺得國內這幾年比較大的突破，是在電池的安全運維方面。隨著大量的電池數(shù)據(jù)采集被高速上傳到服務器平臺，可以形成一種提前篩選電池問題的模式，從而預防整車起火——這在新勢力車企基本是標配了。

▲圖12.基于三元電池的運維數(shù)據(jù)監(jiān)控

小結：我的個人看法，在傳統(tǒng)的方殼電芯設計中，確實有點趨同，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，我還真有點說不上來。大部分用方殼的車企都是這么設計的，用了大量的熱絕緣和熱防護的材料。

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