2021年12月04日 | 如何看待Lucid Air Dream的电池设计？

2021-12-04 来源：《汽车电子瞭望台》

Lucid Air Dream的电池系统参数是很高的，额定容量为 118 kWh。

最近惹上了一些争议：在测试中从 0-100% 充电需要 134 kWh。

在这里有一些好玩的东西可以和大家一起讨论下，这款电池其实折射了很多110-130kWh大电池系统后续面临的问题。

▲图1.Lucid的三电技术解密

Part 1、Lucid Air Dream充电的速度和时间

这款118kWh的电池最大充电功率，在1%-20%的低电量SOC下，充电功率可以拉高到300kW；然后随着SOC的增加，到SOC50%时，功率大约在180kW；到80%SOC时为90kW。

总体来看这根功率曲线对一个800V的电池系统来说，是非常不错的。

▲图2.Lucid Air Dream的充电功率曲线

如果按照充电时间来分解，以后这类车估计会形成特殊的使用习惯，因为要充满太久了，第一个100英里，只需要5.5分钟，第二个100英里6.5分钟，但是第三个100英里就需要10分钟，第四个100英里需要15分钟——这个充电时间增加速度很快。

▲图3.Lucid Air Dream的充电时间

有关 Electrify America 在0-100%充电范围内收取 134 kWh 的电费，这个事实让很多消费者感到困惑。我的理解是，在整个充电的过程中，16kWh的能量，到底损耗在哪里呢？在下面这几个环节：

● 直流充电桩损耗：3%

这个取决于整个过程中，冷却系统的功耗和直流充电模块的效率和计费显示模块的功耗，估算加起来大约是3%，约4kWh。

● 充电过程中的冷却：4%

这部分能量用于在充电过程中冷却电池。在充电过程中，水冷系统、12V DCDC、充电线缆、Busbar和电池都会发热。

● 电池效率损耗：5%

大电流快速充电时，电池的实际转化效率大概只有 95% 左右。输入能量和可用能量之间大约 5% 的差异是电池组充电过程中损失的能量，在这里包括充电电流、电芯内阻和整个导通路径下的其他阻抗、初始电芯温度、电池组其他等效电阻等，整个损耗能量约为 6.7kWh。

▲图4.充电时间和需要的能量

在测试中，Taycan配备Performance Plus94.3kWh（总能量）电池组进行了0%至100%直流快速充电测试，电池组的可用能量为83.7kWh，Electrify America在充电过程中收取了94千瓦时电费，比标称的可用电量多10.3千瓦时。

▲图5.Taycan的84kWh可用电量，充电需要94kWh

Part 2、电池到底多少能量？

Lucid 模块和电池组的构造方式，在之前的一次发布会里面做了交代，我这边当时没有跟进。

实际上，在这个设计中一共采用了22个模块，2170型电池共 6,600个。如下图所示，单个模组其实包含了300个21700电池，模组的配置规格是30P10S，下面能看出来10个Brick，采用一个塑料和Busbar的主题来包容电芯。我们算一下单个模组的低电压约在36.5V，22个模组为803V。

▲图6.21700模组的成组形式

模组之间采用插接的圆线来实施模组间的连接。

▲图7.Lucid的电池模组

我的理解，这么大的电池，如果不用SiC器件，在整体效率方面是有很大的损失的，所以Lucid也做了SiC的MOSFET来提高驱动效率。我们可以认为到了100kWh，如果继续使用传统的IGBT来做，效率上不划算。这同样适用于20kW的车载充电机。

▲图8.大电池容量下功率电子往SiC甚至GAN迁移是有帮助的

小结：

我们在2022年在国内会见到100-120kWh漫天飞的局面，高端豪华品牌在大能量的基础上要增加快充速度，100kW以下的东东都不太拿的出手，至少都是200kW，甚至是300kW的产品。