引言

隨著特斯拉在商用車，純電動皮卡和重卡領(lǐng)域的投入，在歐美重卡市場里面電氣化的準備也開始了。有一個很有意思的現(xiàn)象，由于特斯拉和LG兩家企業(yè)在北美市場的努力，美國的方案確實是圍繞圓柱電芯和軟包電芯來做的。今天文章里寫的Proterra，這家企業(yè)就是提供不同的商用車電池方面，如最新的電池組H系列（寬度620mm、高度175mm，長度最長為2808，單個小Pack可以擴展到83kwh）

圖1 Proterra的電池布置也是在底下

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基于圓柱電芯的可擴展小Pack

和我們國家目前主要基于方殼大電芯的技術(shù)路線不同，我們看到目前北美很多非乘用車的方案，都是基于?電芯的。

如下圖所示，Proterra做的產(chǎn)品也是一樣，這種設(shè)計是基于小電芯的模組的并聯(lián)擴展方案，沿著長度方向擴展： 窄H系列的寬度620mm、高度175mm是固定的，長度可以延伸到2808mm，通常的能量范圍為25-75 kWh，最高到 寬S系列的寬度為860mm、高度175mm長度也是相似的 等于提供兩種寬度有差異的方案進行整車布置，如圖1所示。

圖2 可擴展的設(shè)計方案

Proterra是做一個三明治模組，把兩列圓柱電芯給倒著布置，形成一個模組，然后在一個Pack里面做了模塊化的配置。單個模組的設(shè)計，其實和特斯拉早期的Roadster的彈匣設(shè)計是非常相似的，也可以通過控制圓柱電芯的間距和導(dǎo)熱材料來實現(xiàn)單個電芯在熱失控過程中熱量釋放問題。

圖3 Proterra的模組設(shè)計

如下圖所示，這個和Rivian設(shè)計的模組在整個原理上很大一部分是相似的。

圖4 Proterra設(shè)計的模組

H系列和S系列差異的，最主要是容量，也就是在寬度方向上面差異的是不同的圓柱電芯數(shù)量，然后在長度方向上面擴展的是串聯(lián)模組的數(shù)量，如下圖所示。

圖5 三明治實際的擴展的布置

在端板上配置了BMS+熔絲的設(shè)計，如下圖所示，可以認為這種商用車的模組設(shè)計類似于分布式系統(tǒng)的一部分。

圖6 兩種Pack的電子電氣側(cè)邊設(shè)計

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不同的發(fā)展路徑

我們看從VDA模組這個階段往前走，目前有這么幾條路可以走： 1.CTP：按照之前大電芯直接集成到整包上面，這個路徑大家都在實驗，階段性可以由大模組過渡一下

2.CTC：形成大模組然后直接和整個底盤集成，這個我們之前也提及，嚴格來說，目前Proterra做的就是一種方式，只是在皮卡上和商用車上好做一些

3.Module in Pack：就是把模組設(shè)計很大，然后把模組的功能進行放大，這個是從特斯拉的長模組最先倡導(dǎo)的，好處是電芯的尺寸可以調(diào)整，根據(jù)模組來調(diào)節(jié)，這種基于固定小電芯不管是圓柱或者軟包都可以

小結(jié)：我覺得中國在電芯和模組設(shè)計上走的路已經(jīng)很遠，最牛逼的當然是成本+產(chǎn)能，但是這個意味著我們投入了更多的資源在產(chǎn)業(yè)鏈里面，如果穩(wěn)不住需求，整體的設(shè)備折舊乃至于設(shè)計理念變化，好多家當都要過時的。在這個方向上面，圍繞圓柱設(shè)計的方案和圍繞較大的電芯展開的，在熱失控擴展這個環(huán)節(jié)上博弈還是挺激烈的。