作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，目前从事新能源汽车电子化工作，10年以上的新能源汽车专业从业经验，在电池系统、充电系统和电子电气架构方面有较深的认识和实践，著有《汽车电子硬件设计》，开设《汽车电子设计》公众号。

之前就计划介绍一下方壳电芯的市场情况，其实主要分为CATL、BYD和后面几家跟进的方壳电芯企业，这是要提前做的功课。但是这次比亚迪在方壳电芯上面做了比较多的功夫（刀片电芯是基于方形铝壳来做的），而且也是非常值得跟踪和关注的。我想分别从刀片式电芯、刀片式电芯成组和Pack方案三个部分来解读，以及对比亚迪的这套方案是否能承前启后做一些推演。

今天，我们具体说说看比亚迪的刀片式电芯。

2018年和2019年比亚迪的动力电池装机量分别为11.4GWh和10.8GWh，在补贴退坡以后，比亚迪在2019 年装机量同比下降 5.7%，其中在客车和专用车装载的铁锂电池这块下降比较明显——使用量从4.5GWh降低至2.8GWh，同比下降 37.3%。

从第三个专利里面，我们可以看到比亚迪的刀片电池是一种长电芯方案（基于方形铝壳来做的电池），在比亚迪原有的电芯的尺寸基础上（比亚迪之前用得比较多的是173和148两种），通过对电芯的厚度减薄，并增大电芯的长度，将电芯进行扁长化及减薄设计。

图3 刀片电芯内部结构

在串联的结构里面，一个电芯通过串联连接形成了3.2V*3=9.6V的小模组。而采用串联形式时有不少的设计要点：

● 串联设计中不同极芯组之间由于电压不同，会导致铝壳局部电位过低，极易导致锂离子嵌入外壳内部，形成锂铝合金腐蚀铝壳，因此在壳体与极芯组之间需要设置隔离膜，用于隔离电解液与壳体的接触。

● 不同极芯组内的电解液在连通的情形下，存在内部短路问题；不同的极芯组之间存在较高的电位差（LFP电位差大约为4.0～7.6V），电解液会因电位差较大导致分解，影响电池性能，所以设计了隔板。

● 极芯连接件包括铜连接部和铝连接部，铜和铝对锂有电位差，在铜连接部和铝连接部的接触位置电解液容易发生腐蚀，所以设计中采用了隔离板，并设置封装结构将极芯连接件封装在连接通孔内。

由于做串联搞起来容量做不大，这个方案估计在PHEV上才能实现一些收益，加上比亚迪确实能把电压做高，而不局限于400V，所以电池容量可以小一些。

图5 并联的结构设计

小结：

我觉得比亚迪这次步子迈得有点大，其实有点类似之前的Combo模组的概念，实际上中国的这两家方壳电芯企业还真的是脑洞很大，之后我们再来探讨下在这个刀片下的成组。

文｜朱玉龙

图｜朱玉龙 网络及相关截图