拆解秦Pro EV500 揭秘比亚迪动力电池核心技术

动力电池作为纯电动汽车的核心部件之一，与汽车的续航里程、路缘质量、动力性能、操控性能等密切相关。就纯电动汽车制造成本而言，电池的比例也是最高的，一般在30%以上，这导致电动汽车的更高的售价和更晚的维护成本。因此，降低电池的单位成本，提高电池的能量密度一直是电动汽车技术发展的主要方向。对于最初以电池起家的比亚迪来说，高性能电池是比亚迪的杀手级武器之一。特别是在更换了能量密度更高、放电电压更高、低温性能更好的三元锂电池后，比亚迪电动汽车车型系列的核心竞争力得到了极大提升。

本期我们将全面拆解比亚迪秦Pro EV500车型的电池组，分析比亚迪掌握的电池组安全设计、热管理设计等创新管理技术。方形铝壳集成工艺在去除电池组超薄非金属上盖和硅胶防火绝缘层后，可以清楚地看到电池组的整体布局结构，其中最明显的是电池组集成工艺。集成过程在动力电池的研究和开发中非常重要。在满足机械保护、热安全保护、热管理、环境保护等各方面安全要求的前提下，追求轻量化和优化成本与特斯拉使用的圆柱形电池方法不同。比亚迪采用了国内知名度较高的方形铝壳，具有能量密度高、集成难度低的优点。此外，方形包装工艺还有助于缩小电池之间的间隙，使整体尺寸更加紧凑。然而，圆柱形单元必须在单元之间留下三角形间隙，从而降低空间利用率。

由镁铝合金制成的电池芯外壳比圆柱形电池中使用的不锈钢外壳更轻、更便宜，这有利于提高电池芯的能量密度，也降低了制造成本。此外，方形外壳结构可以容纳更多的电解质，并且电极片的膨胀应力更低。Qin Pro EV500的电池寿命是圆柱形电池模块的2倍多。电池模块Qin Pro EV500采用比亚迪自主研发的镍钴锰三元电池，该电池基于锂钴氧化物，经过改进，采用镍钴锰作为电池正极材料，镍钴锰比例合理。在优化成本和确保安全的同时，该电池具有高容量、良好的热稳定性和宽充放电电压等优异的电化学性能。并有效提高电池能量密度至160.9Wh/kg，结合56.4kWh的容量。实现420公里的NEDC续航里程和60公里/小时500公里的恒速续航里程，有效缓解了用户对续航里程的担忧。由于电池组的高能量密度，它有效地减少了车辆的电池负载，从而降低了车辆的自重。

电池模块的分组方式充分考虑了散热和轻量化的需要，采用了用弹性钢带在两侧绑铝短板的方式，以适应电池在充放电过程中的膨胀。同时，各种规格的模块可以实现灵活布局，满足不同型号的需求。车身中部应尽可能平坦，采用单层布局，以增加车内的高度空间。

在详细设计方面，主电路连接及其信号采集部分使用铝条。在相同的导电性下，与使用铜材料相比，重量可以减少一半以上，并且可以控制成本。然而，我们发现在引出电极上使用铜棒而不是铝棒，这是由于铝棒的硬度较低。以下……

在高温和高应力下，铝会坍塌，坍塌后不容易回弹。一旦冷热交替，就会导致间隙增大、接触电阻增大，并存在安全隐患。

比亚迪采用一种名为电磁脉冲焊接的技术来连接不同材料的铜和铝。与常用的铜铝直接轧制连接或超声波焊接技术相比，电磁脉冲焊接工艺相对困难。虽然成本也会相应增加，但效果最好，是目前比较先进的技术。在每个电池极和极之间，铝母线和极也通过激光熔接在一起，以确保可靠性。此外，在母线上设计了一个凹陷，以吸收机械振动和电击膨胀引起的应力。如果是直铝条，随着电池的老化和膨胀，相邻电池之间的极间距会增加，拉伸应力会影响焊点的可靠性。

在信号连接部分，比亚迪使用了柔性电路板，与传统的采样线束方案相比，该电路板更集成、更轻。如果你仔细观察，你会发现柔性电路板上有一条细线状的布线，我们称之为样品线保险丝。它的作用是，在碰撞过程中，它可能会挤压采样线束并导致短路，从而可能导致采样线起火。这些灯丝可能会在短路过程中因过电流而熔断，从而切断短路电路，确保整个线束的安全和电池模块的安全。

由于在电池管理系统中使用了锂电池，为了确保电池始终在相对合适的温度范围内运行，比亚迪为其配备了独立的电池智能温控管理系统，以确保动力电池在复杂温度环境下的稳定可靠性能。这种智能温度控制管理系统通过液体介质的绝缘和冷却，有效地确保了电池温度的均匀性。在冷却方式上，比亚迪在电池中增加了一个散热回路，通过板式换热器与空调回路相连。温度传感器布置在电池的进水和出水处以及电池液位耳处。结合电池温度，实时调节空调压缩机的功率，以控制电池的进水温度和流速，从而将电池温度控制在合适的工作温度。

在加热方式上，比亚迪在电池散热电路中串联了一个PTC热水器。通过调节热水器的功率，控制进水温度和流量，比亚迪可以控制电池在冬季在合适的温度下运行，确保充电速度和放电功率。

通过电池管理系统BMS，实时监测电池状态，防止低温、过充电、过放电和过热，从而延长电池寿命。当温度过低或过高时，充电和放电功率将受到限制，而当温度过低和过高时，将禁止充电和放电，以保护电池。蛇形水冷扁管用于冷却和加热的水道布置在不同电池模块的底部或侧面。同时，我们注意到电池组中的水管使用了与特斯拉相同的口琴管。这种类型的口琴管非常薄，壁厚为0.8-1毫米。与壁厚为1.6-2毫米的传统铝合金水管相比，它的重量要轻得多。更与众不同的是，与特斯拉相比，秦Pro EV500上使用的横向弯曲蛇形设计可以说采用了相同的技术路线，但从技术角度来看难度更大，尤其是在弯曲部分的外圈，内侧和外侧材料的拉伸比差异很大，容易出现褶皱和裂纹，并且对……有很高的要求……

材料和技术。这种方法的好处也是显而易见的。特斯拉管被设计为从侧面“包裹”电池，但问题是圆柱形电池和散热管之间的接触面几乎是直的，导致效率低下。这就是为什么在最新的21700（Model 3）电池模块中使用整体注胶方法，这种方法只能牺牲“重量”来换取“热量”。比亚迪的管道设计适用于方形电池，管道完全连接到电池侧壁，以最大限度地扩大接触面积。

这种设计不仅确保了每个电池都可以冷却，而且与使用单个铝板设计的冷却通道相比，还实现了非常好的轻质效果。这是整个行业的领先技术，为比亚迪完成了挑战。组装过程整个电池组在最终组装过程中处于完美的控制之下。特别是，基本上每个水冷管连接点、每个连接器连接点、各个高压电气连接点和结构固定点都有两到三个确认。

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例如，一些低电压连接器负责收集电池信号。如果BMS系统失去单电池电压信号或单电池温度信号，则无法继续可靠工作，也无法完全确保电池安全。典型的连接器只有一个闩锁，锁定后会发出锁定声作为提醒。比亚迪不仅有一个声音作为确认，而且还有一个辅助闩锁。只有当主闩锁插入到位时，才能关闭辅助闩锁。两阶段锁定设计已到位。此外，高压电器的连接也是整个电池组组件的核心和关键点，尤其是在主电路连接的可靠性和低内阻设计方面。比亚迪的电池组使用耐高温聚酰亚胺压力密封铜棒进行主电路的长距离连接，并设计了许多三维弯曲，以吸收振动或热膨胀时的长度变化，避免将负载转移到连接螺钉上。

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尽管从接触内阻的角度来看，单个螺钉的接触内阻满足加热要求。然而，比亚迪仍然坚持使用双螺钉的设计方案，这大大提高了可靠性。此外，在螺钉拧紧确认上，我们发现了三个颜色代码，这意味着确认已经进行了三次。第一道工序是自动拧紧轴并用红色标记。第二道工序是用扭矩扳手手动重新检查，并分别用黄色和白色标记。

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此外，整个电池组内的大部分管道都配有尼龙网编织管套，尤其是与电池组外壳和内部部件接触的管道，不仅保护了线束，避免了磨损，还起到了降低噪音的作用。

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综上所述，比亚迪秦Pro EV500在整个电池组的轻量化和可靠性方面做出了巨大努力，并通过提高电池单元比率、优化电池管理系统和主动热管理技术来提高电池的能量密度，从而提高了车辆的动力、操控和续航性能。特别是在安全设计方面，比亚迪的工程师考虑得更加仔细，以最大限度地提高用户驾驶的安全性。这些都体现了比亚迪在电池研发领域的技术优势和发展空间，可以说引领了行业的技术发展方向。

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