作者 |德新
王博
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時間進入2025年歲末,新能源汽車行業(yè)正迎來一場密集的標準升級。
組合輔助駕駛強標預(yù)計2027年實施,更緊迫的是電池安全新國標GB 38031-2025,將在2026年下半年落地。這意味著新能源汽車行業(yè)持續(xù)數(shù)年的野蠻生長正在終結(jié),低劣產(chǎn)品將被淘汰,行業(yè)趨向成熟,而份額加速向頭部集中。
在這場標準革命到來前夕,鴻蒙智行在11月舉辦了一場技術(shù)溝通會,其中提到了一個令人意外的細節(jié):2021年發(fā)布的問界M5用的巨鯨電池,當年的設(shè)計標準就達到了2026年將落地的新國標要求,并且他們聯(lián)合中汽研用一系列測試展示了這一效果。
這則技術(shù)性聲明,印證一句老話——「一流企業(yè)做標準,二流企業(yè)做品牌,三流企業(yè)做產(chǎn)品」。這場技術(shù)溝通會上,鴻蒙智行分享了華為「電池安全」的方法論;某種程度上,這也是華為「預(yù)測未來」的獨特方法論。
一、向「消防員」學(xué)習(xí):從災(zāi)后案例倒推設(shè)計
外界容易看到的是,鴻蒙智行統(tǒng)一了「五界」的品牌以及設(shè)計語言;而在內(nèi)部,華為也定義了不少統(tǒng)一的平臺級部件規(guī)劃,五界共享這些部件,比如巨鯨電池。
華為的巨鯨電池平臺,脫胎于其在消費電子上的積累。
華為巨鯨電池平臺總經(jīng)理王力回憶2021年項目組成立后,最早去拜訪的不是供應(yīng)商,而是應(yīng)急管理部的消防單位、行業(yè)的消防研究所。
從那里能夠一線接觸到那些讓人觸目驚心的案例,這構(gòu)成了華為開發(fā)巨鯨電池平臺的基礎(chǔ),比如主要的行業(yè)痛點包括:電芯內(nèi)短路、電芯外短路、過溫異常、碰撞、托底、電池包進水等等
可以說鴻蒙智行每一臺車的電池,從電池包的封裝技術(shù)、電芯測試標準、整包設(shè)計,到量產(chǎn)、品控,再到BMS以及云端,整套都是華為供應(yīng)鏈團隊以及巨鯨電池平臺團隊開發(fā)的。
二、巨鯨電池的6大技術(shù)選擇
從典型案例出發(fā),構(gòu)成了巨鯨電池的主要開發(fā)理念,第一個是防護,也就是阻熱和導(dǎo)熱
從2021年的問界M5開始,鴻蒙智行在電池上全面引入了隔熱/絕緣材料,比如氣凝膠、云母片、陶瓷復(fù)合帶等。這些材料在行業(yè)內(nèi)行業(yè)已經(jīng)很成熟,并不是領(lǐng)先的高科技,不在技術(shù)含量多高,而在于舍不舍得用料,王力說。
以氣凝膠的使用為例,有行業(yè)人士告訴我們,目前行業(yè)里,有些車型搭載的方案電芯之間沒有氣凝膠,有些方案兩顆電芯中間加一個氣凝膠。
由于這些用料要花不少錢,華為內(nèi)部在開發(fā)過程也有爭議,但最終決定全系配置
至于導(dǎo)熱方案,其中核心的大面積液冷,行業(yè)內(nèi)有多種路徑,巨鯨電池的團隊最終選了「電芯正置極柱朝上」和「防爆閥朝下」的熱電分離方案。
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為什么選「電芯正置極柱朝上」?因為將電芯極柱通過高壓銅排串聯(lián),可能達到七八百伏甚至九百伏的高壓,而電芯熱失控的噴發(fā)物能導(dǎo)電,如果絕緣防護不夠好,導(dǎo)電顆粒與高壓銅排接觸,會有高壓拉弧的風(fēng)險。至于「高壓放在底部」的方案,巨鯨電池團隊很早放棄了,因為底部磕碰很常見,如果在底部,高壓絕緣或極柱可能因為磕碰受損。
而在導(dǎo)熱方面,華為選用了全包覆的大面液冷方案,一旦有熱安全風(fēng)險發(fā)生,大面液冷方案能快速把熱導(dǎo)走。
第二是電池的絕緣防護設(shè)計,核心思路是「分與合」
電芯是帶電的,由低壓電芯串聯(lián)起來成為高壓電池包。任何一個正負極之間有接觸都可能會帶來致命的危害,所以絕緣防護非常關(guān)鍵。
比如正負極的Overhang設(shè)計,能避免析鋰現(xiàn)象,也就是長鋰枝晶導(dǎo)致的刺破隔膜導(dǎo)致內(nèi)短路的風(fēng)險。華為在產(chǎn)線增加了大量的檢測點,來保證提前識別到Overhan設(shè)計能完全落實下去。
除了電芯層面,電池包層級也有大量的絕緣設(shè)計,保證電芯和箱體不接觸、高壓電氣保持嚴苛的爬電間距、全系的絕緣材料包覆等等。其中有大量的細節(jié),比如涂膠,如果環(huán)境管控原因,導(dǎo)致涂膠內(nèi)有氣泡或雜質(zhì),也可能導(dǎo)致安全問題。
至于「合」,就是該密封的地方要絕對嚴絲合縫。巨鯨電池的整包設(shè)計了超過400個密封防護點,保證電池包滴水不漏。設(shè)計指標要抗住七倍國標的沖擊力,要能抗暴雨、海浪沖擊、高溫高壓洗車等場景,以及持續(xù)48小時、1米深的浸泡。
第三大理念是輕重取舍
磷酸鐵鋰電池包重量大,電池方案會影響整車操控,同時也影響充電、續(xù)航以及低溫表現(xiàn)。巨鯨電池基于華為在電化學(xué)、工藝以及集成化上幾十年的經(jīng)驗,做了一個綜合方案:
一方面利用輕量化材料,三元鋰的優(yōu)點是能量密度高,但用好要有深厚的基本功。即使磷酸鐵鋰電池,對設(shè)計、制造也都有很高的要求,否則也會有安全問題。
其次是小型化。華為在耳機、手表、手機等終端3C類產(chǎn)品領(lǐng)域,有大量的經(jīng)驗,因此將技術(shù)設(shè)計平移到動力電池上
電芯能量密度過于極致可能帶來安全風(fēng)險,因此華為的思路是:「非能量部分盡可能縮小,提升空間利用率,降低安全風(fēng)險。」
在輕量化的同時,安全防護上,巨鯨電池設(shè)計了全向的防撞梁,抵御可能的磕碰來保護電池,并在側(cè)邊梁加厚,5層底部防護,來提升整包的安全。
第四,動力安全。動力系統(tǒng)一旦不穩(wěn)定,可能帶來行駛安全風(fēng)險。其中一大挑戰(zhàn)就是線束連接,巨鯨電池從第一代電池包開始想辦法做精簡,將傳統(tǒng)近百條的低壓線束,優(yōu)化為6條FPC,從而大幅度提高了連接可靠性。
這些線束原本是通過手工接插,可能引人為操作風(fēng)險,而用集成化高壓盒替代之后可以做到全自動生產(chǎn)。
同時,華為在大量的節(jié)點做了冗余設(shè)計,包括低壓供電冗余、高壓控制冗余,電流傳感器冗余,OTA A/B分區(qū)冗余等等一系列的冗余,粗略估算,至少有200個節(jié)點的設(shè)計以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
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第五是智能延壽
電池壽命今天是用戶關(guān)注的核心利益之一。
華為依托在3C、儲能領(lǐng)域的積累,利用大平臺材料、化學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域科學(xué)家的研究成果,把方案應(yīng)用到車上來。通過智能動態(tài)控制充放電策略,讓電池工作在最佳區(qū)間,使電池衰減更少。
第六是整車、端云跨域協(xié)同。包括用乾崑ADS智駕來避障、通過CPM保障在異常情況下仍能打開車門,通過華為云端BMS,能提前預(yù)警攔截風(fēng)險,一旦發(fā)生安全問題時,也能夠通過緊急呼救功能,保證最終的用戶安全。
華為的設(shè)計理念是,「安全要靠系統(tǒng)解決方案,而不是靠單點保用戶安全」。
到目前為止,鴻蒙智行已經(jīng)交付了100萬臺車。把安全作為系統(tǒng)工程持續(xù)挖掘,華為用來自消費電子的經(jīng)驗,疊加來自消防領(lǐng)域的案例逆向,再加上百萬級量產(chǎn)車的數(shù)據(jù)驗證,最終形成了一套方法閉環(huán),提前預(yù)判了未來五年的規(guī)則。
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