圖1 大眾集團的電動車產品系列

 

        大眾比較了松下的25Ah方形電池和18650圓柱電池之后，給e-Golf確定了25Ah方形電池的方案，2015款e-Golf的電池參數如下：

 

        EPA續駛里程：134km

 

        電池包pack能量：24.2kWh

 

        電池包pack電壓：323V

 

        電池包pack重量：318kg

 

        單體電池cell容量：25Ah

 

        模塊：包含兩種模塊à 6-cell模塊和12-cell模塊

 

        單體和模塊電池供應商：松下

 

        單體電池數量：264、88s3p

 

        整個pack成“土”字型，布置在底盤，電池管理控制器battery management controller安裝在pack前端，電池能量分配盒battery junction box也布置在前端，尾部除了交流充電接口之外，還提供了直流快充接口DC Vehicle Inlet。單體電池和模塊由松下按照要求生產制造后運輸到Braunschweig plant(布倫瑞克工廠)進行電池包組裝。電池包設計的挑戰之一是電池包的幾何形狀設計以及電池模塊的擺放、安裝方向，因此大家可以看模塊的安裝位置和方向都有2-3種，這主要是為了匹配MQB模塊化平臺、盡量匹配e-Golf車輛的可用空間(圖2)。Pack沒有配置電池熱管理系統，盡管在剛開始的時候考慮過設計主動式熱管理系統，但是經過工程師的測試之后發現，主動式熱管理系統并不需要。

 

 

圖2 e-Golf電池系統的組成/結構

 

        從2007年開始，大眾Braunschweig工廠開始開發生產電池系統，2012年開始e-Golf的試制。現在主要是負責e-Golf和e-up!的電池包發開生產，配備了自動化的電池生產設備(圖3)。模塊(圖3a)從松下運到Braunschweig工廠，工人從運輸包裝箱(圖3c)中把模塊取出來之后放入圖3b的傳送帶上，模塊到了機器人工位之后被抓取放到指定的電池箱位置，然后自動上緊螺栓(圖3d)。圖3e中，工人進行模塊之間的連接，工人通過旁邊的大屏幕可以看到需要進行操作的信息提示。圖3f是安裝電池包上蓋(碳纖維加強的鋁制上蓋)。電池包需要經過以下測試之后才能放行：

 

        ·機械沖擊

 

        ·振動

 

        ·溫度測試

 

        ·浸水測試。先將pack加熱，然后進入冷水中，重復20次后不能有泄漏。

 

 

圖3 大眾e-golf電池包生產

 

        圖4是大眾2014年的電池技術路線圖，電池容量從25Ah逐漸增長到36Ah，結合能量消耗、輕量化和動力學的優化，續駛里程有望增加到250km左右，比能量從e-Golf電池的170Wh/kg逐漸發展到220Wh/kg，同時也會考慮新型電池，例如鋰硫電池(500Wh/kg)、鋰空氣電池(1000Wh/kg)。2016年年末，大眾宣布2017款e-Golf電池將采用37Ah，電池包能量將增加到35.8kWh，EPA里程將提高到200km，同時保持pack的體積跟原來相同。

 

 

 

圖4 大眾電池技術技術路線圖

 

        有趣的是，澳大利亞有一家初創公司Kreisel Electric，業務主要是改裝一些電動汽車，把自己設計的電池系統裝進去，目標是將這些電動車的續駛里程增加一倍，改裝的車型包括寶時捷Panamera、Skoda Yeti、梅塞德斯-奔馳 Sprinter和VW e-Golf。其中，他們在2016年年末也設計了一個55.7kWh的電池包，用于替換VW e-Golf的24.2kWh的電池包，并且保持了幾乎相同的質量和體積，從而可以把續駛里程提高到>200mile，這似乎要比大眾的電池包更厲害一些。Kreisel的核心技術的電池包設計(圖5，包括輕量化、緊湊化)，并不是cell技術，cell也是外購的。目前Kreisel的具體技術細節還不清楚。

 

 

圖5 Kreisel Electric的電池產品

 

        參考

 

        Green Car Congress

 

        Barclays Future Powertrain Symposium,London, 2014

 

        http://www.kreiselelectric.com