隨著市場對新能源車與智慧駕駛技術的關注日增,被視為全球科技風向目標消費性電子展CES亦逐年轉型為企業發表新能源車技術的殿堂。

今年,原以量產消費性電子用固態電池聞名于業界的輝能科技為新能源車展區帶來了驚喜:一顆"固態"新能源車電池包。令人興奮的是,輝能仔仔細細的交代了這顆電池包的組成方式,從中可以看出這顆電池包已經完全跳脫出我們所認知的電池包設計:

【Step1.電芯內的單元─Sinlay】

應用全新的雙極電池技術,在封裝內部進行縱向與橫向的串聯,薄薄一片S-inlay就達到了85.2伏的高電壓(24串)。此外,輝能更在S-inlay的空隙中填充散熱膠,創造全球首個在內極層就具備散熱功能的動力電池。

【Step2.蘊含20度電的電池芯】

將56片S-inlay堆棧并聯后裝入特制的鋁殼內,便成了目前全球容量最大的鋰電池芯。

四顆電池芯串聯、外側加上簡易的水冷系統及電池管理系統后蓋上上下蓋。

基本上,輝能電池包的設計策略圍繞著一個核心目標:提升電池包內電芯的占比,盡可能降低電池包內無法提供能量的部件來創造高能量密度電池包,由于傳統鋰電池具高危險性,需要大量的保護機構、冷熱管理系統及電池管理系統來確保穩定性,電池包內電芯體積占比約只有37~53%,而輝能電池包則可達到75%以上的體積利用率,如此懸殊的利用率差異來自于輝能電池包的兩大特色:一、電池包僅由四顆電池芯構成二、自帶散熱系統的電芯。

電池包僅由四顆電池芯構成

除前述BiPolar+技術于電芯內部將電池單元片垂直串并聯外,輝能再發展出了于多維度串并聯的技術,于電芯內部同時進行垂直與水平方向的串并聯,將空間利用率與設計彈性拉升至極致,創造單顆就具備85.2伏高電壓與20KWh大容量的大電芯,因此,只要4顆電池便能構成一個80KWh的新能源車電池包,電池數量僅特斯拉Model3的1/1104(以80.5KWh,4416個電池計),得以采用最簡單的電池管理系統,更節省了大量電芯封裝材料與連接電芯之間的線材及連接器,提升能量密度同時降低材料成本。

自帶散熱系統的電芯

相較于液態鋰電池,固態電池具有更佳的冷熱穩定性,對于溫度控制的需求較小,且經歐洲大廠實地測試證實輝能固態電池芯的散熱系數為液態電池芯的三倍,此外,輝能更設計了全球唯一具有散熱功能的電芯,在電芯內部串聯的單元片間填入散熱膠,將熱能均勻傳導至電芯外殼兩側,并在四顆電芯的兩側設置水冷散熱器,便可以達到理想的散熱效果,比起傳統電動車電池包內復雜迂回的水路設計,能夠省下20~50%的空間。

經驗與技術淬煉而成的最佳方案

輝能強調,本次會展上演示的不是遙不可及的概念性產品,而是融合了輝能12年來的固態電池研究積累與近年偕同多家車廠合作的經驗而發展出真正具市場性、量產性的固態電池包方案。

本次技術發布無疑替市場投下了一枚震撼彈,這是業界首次有制造者能帶領眾人將眼界從固態電池芯階段提升至模塊與電池包設計層次,亦證明除了固態電芯本身的優勢外,搭配上替固態電池量身訂做的機構設計,便能成就真正高能量、低成本的新能源車。