2024/09/24
从车底往上看极氪“007”时的情形
首先从拆解电池入手。底部保护盖等几个零部件已经被拆卸下来。(图片：加藤康）
首先从拆解电池入手。底部保护盖等几个零部件已经被拆卸下来。(图片：加藤康）
在测试赛道上试驾完中国极氪（Zeekr）的纯电动汽车（EV）“007”之后，拆解项目小组的全体成员对令人意外的乘坐舒适性感到惊讶。接下来，将正式进入拆解工作。与以往一样，首先尝试拆解的是电池。
最先拆除电池的原因当然是出于安全考虑。EV的驱动电压达到数百伏。如果在带有电池的情况下拆解，不小心接触到高压电的话会相当危险。因此，拆卸电池的工作是最初的关键阶段，也是最为让人紧张的时刻。
与电池组连接的连接器
共有4个连接器，1个在前轮端，3个在后轮端。图片显示的是后轮端。橙色高电压线缆通向充电接口、充电控制系统、前驱动系统、后驱动系统、空调压缩机和水加热器等。(图片：加藤康）
共有4个连接器，1个在前轮端，3个在后轮端。图片显示的是后轮端。橙色高电压线缆通向充电接口、充电控制系统、前驱动系统、后驱动系统、空调压缩机和水加热器等。(图片：加藤康）
负责拆解工作的汽修技术人员戴上绝缘手套，首先从电池上小心翼翼地拆下连接器。完成所有绝缘工作后，开始从汽车底部逐一拧开用来固定电池的十几个螺栓。然后用升降台车牢牢地支撑住电池，再把全部螺栓拧下来。随着“卡嗒”一声，电池重量转移到了台车上。随着升降台车的缓慢下降，电池组的全貌展现在我们面前。
拆卸电池组时的情形
将两台升降台车组合在一起来承载电池。为了防止电池倾斜，在保持水平的同时缓慢拆下。这是拆解工作中最紧张的时刻。 (照片：加藤康）
将两台升降台车组合在一起来承载电池。为了防止电池倾斜，在保持水平的同时缓慢拆下。这是拆解工作中最紧张的时刻。 (照片：加藤康）
通过自主开发的LFP电池来实现800V系统
虽然开场白有些冗长，但此次日经BP选择007作为拆解对象的原因之一就在于该电池。其实，该电池是极氪自主开发的新产品。为007首次配备了正极材料使用磷酸铁锂（LFP）的方形电池单元及电池组技术*1。
（*1）电池的最小单位称为“单元”，将电池发挥功能所需要的正极、负极、隔膜及电解液等材料都密封在一个容器内。容器的种类有圆柱形、方形及层叠型（pouch，软包）。将数十～数百个单元装在一个很大的壳体中，这就形成了“电池组”。EV通常配备一个乃至两个电池组。
电池组内部示意图
黄色部分为电池单元。看上去似乎是两排长方形“刀片形状”电池排列在一起。 (图片：极氪提供）
极氪007通过采用新电池组，使车辆的系统电压提高到了800V。据称，支持最高输出功率为500kW的超快速充电，仅充电15分钟即可行驶500公里。电池容量为75.6kWh，续航距离达到616公里（CATL模式）*2。
（*2）数值来自本次拆解调查的车型“四驱智能驾驶版”。007还有配备三元（正极材料使用镍（Ni）、锰（Mn）和钴（Co）的NMC型）锂离子电池的车型。该车型的电池单元由中国宁德时代新能源科技（CATL）生产，电池容量为100kWh，大于配备LFP电池的车型（75.6kWh）。
不过，笔者对极氪公开的电池形状有些眼熟。细长的方形大电池单元紧密整齐地排列在一起，构成了电池组。仔细一下想，原来是2023年拆解调查的比亚迪EV“海豹”（SEAL）配备的“刀片电池”。
刀片电池是比亚迪自主开发的LFP类电池的超大型方形单元，长度达到约1米。海豹采用了将该单元直接排列成电池组的技术“Cell to Pack”，提高了电池组的空间利用率，目的在于弥补LFP类电池能量密度低的短板*3。极氪的设计思想可能与比亚迪相同。
比亚迪海豹的电池组
拆掉电池壳体的盖子之后的情形。容纳了172片刀片电池。(图片：日经XTECH）
（＊3）如果直接将电池单元装入电池组中，单元的固定和端子连接等制造难度会显著增加。因此，通常采用事先将几个到十几个电池单元以串联或并联的方式组合并安装端子的“模块”，再将其组装到电池组中。不过，模块的外壳所占的体积会降低电池组的空间利用率。
本文将在观察电池组外观的基础上，与过去日经BP拆解调查过的比亚迪（BYD）、美国特斯拉（Tesla）和德国大众（VW）的EV与性能参数进行比较。
先来看极氪007的电池组的全貌。尺寸方面，包括螺栓的端部（法兰盘，翼状结构）在内的最大尺寸为长1470mm×宽2045mm×高130mm。收纳电池单元的部分，尺寸为长1345mm×宽1718mm×高130mm。
007的电池组
电池组的上面（与车内接触的面）贴有厚10mm左右的缓冲用海绵。（图片：加藤 康）
电池组为水冷式设计，前轮侧的侧面有两个为了让水产生循环的连接口。流入电池组内的水似乎会在电池组底面的冷却板上循环以冷却（或加热）电池单元后再返回。
电池组内部的水冷结构
将电池壳底面切断一部分取下的样子。黑色的冷却板上流动着水。另外，这张照片中的电池组是上下颠倒的状态。（图片：日经XTECH）
将电池壳底面切断一部分取下的样子。黑色的冷却板上流动着水。另外，这张照片中的电池组是上下颠倒的状态。（图片：日经XTECH）
刀片电池——兼顾价格与性能的解决方案
观察完外观后，我们来确认一下电池组的性能参数。电池类型为LFP系。额定电压为610V，电流容量为124Ah，电池容量为75.6kWh。另外，标的电池质量为589kg，但实际测量值为579.5kg，略小。根据实际测量值计算，作为电池组的质量能量密度为130.5Wh/kg。
007的电池组的性能参数
标记的电池质量（589kg）与实际测量值（579.5kg）不符。估计原因是有无附属部件（电缆、螺栓等）等测量对象的差异（图片：日经XTECH）
与日经BP过去拆解调查过的EV电池组的性能参数进行比较，007的质量显得尤为突出。与几乎相同电池容量的特斯拉（Tesla）“Model 3”相比，重了120kg以上。果然，采用三元系电池的Model 3和德国大众（VW）的“ID.3”普遍存在质量能量密度较高的趋势。
日经BP拆解过的EV的电池组的性能参数比较
电池组的体积是根据将电池壳的法兰盘部分等排除后的单元容纳部分的尺寸进行计算。大众的ID.3和特斯拉的Mo1del 3在拆解调查后进行了部分改良，因此可能采用了能量密度更高的电池。（数据来源：日经XTECH）
另一方面，比较单位体积的容量（体积能量密度）可以发现，007和海豹的表现反超了ID.3和Model 3。这是由各公司电池单元的形状及包装设计的差异所致。
采用圆柱形单元的Model 3和采用层压形单元的ID.3的电池组由若干个单元组合在一起的“模块”构成。圆柱形和层压形单元通常以预先组合几个～十几个单元的模块方式来组成电池组，以保护其免受外部冲击或提高电池组的生产效率。不过，模块外壳所占体积的空间利用率下降。
相比之下，能够紧密填充的方形单元本身就具有较高的空间利用率。与此同时，在007和海豹中，通过将单元做成刀片状的较大尺寸，降低了对电池容量没有贡献的部件（如外壳等）的占用率，从而进一步提高了能量密度。最突出的设计是废除模块的Cell to Pack的电池组设计。
采用LFP系电池以降低成本，同时结合方形单元的大型化和Cell to Pack的设计，提高体积能量密度，从而确保续航里程和驾乘空间。在电池设计中，极氪及比亚迪的设计理念在当前情况下可谓是兼顾价格与性能的一个解决方案。
日经BP目前正在调查从007中拆卸下来的电池组的内部情况。有关单元的结构和材料等详细信息，将在后续讲述。
石桥拓马 日经XTECH/日经Electronics
资料来源：
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Original article: http://cn.nikkei.com/columnviewpoint/column/56726-2024-09-24-05-00-21.html?print=1
