為什么說(shuō)新一代Leaf電池模組是自然冷卻方式集大成者

前言

這次新款Leaf車(chē)型上搭載的AESC制造的電池模組，可以說(shuō)是自然冷卻方式的集大成者

全新一代日產(chǎn)Leaf于去年年底在國(guó)內(nèi)首秀，EPA 正式公布 的續(xù)航里程為151 英里。

據(jù)了解，日產(chǎn)Leaf是全球最受歡迎的電動(dòng)汽車(chē)，沒(méi)有之一。自2010年上市起，日產(chǎn)Leaf已經(jīng)銷(xiāo)往全球49個(gè)國(guó)家，累計(jì)銷(xiāo)量突破28萬(wàn)輛。而這款新一代Leaf，很早就吸引了全世界的眼球，2017年9月6日上市后，于10月2日開(kāi)始在日本地區(qū)銷(xiāo)售，售價(jià)為3150360日元起(約合人民幣18.93萬(wàn)元)。

值得一提的是，新一代日產(chǎn)Leaf最值得稱(chēng)道地方其實(shí)是Pack結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

Leaf電池Pack從第一代車(chē)型開(kāi)始采用的就是傳統(tǒng)密閉結(jié)構(gòu)的自然冷卻系統(tǒng)。日產(chǎn)汽車(chē)采用了散熱性?xún)?yōu)良的軟包型電池，該公司對(duì)實(shí)現(xiàn)不需要強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷等有源裝置的電池Pack結(jié)構(gòu)很有信心（圖1）。

圖1 新款Leaf的電池Pack ，采用密閉結(jié)構(gòu)的自然冷卻方式

新款車(chē)型的電池與電池模組由日產(chǎn)汽車(chē)和NEC合資的汽車(chē)能源供應(yīng)公司（AESC）制造。自2007年成立以來(lái)，AESC專(zhuān)門(mén)從事軟包型電池的生產(chǎn)研發(fā)，并從第1代Leaf開(kāi)始提供電池和電池模組。不過(guò)，AESC將被出售給中國(guó)投資基金GSR Capital。日產(chǎn)汽車(chē)將專(zhuān)注于下一代電池的研發(fā)，電池和模組采購(gòu)方針將轉(zhuǎn)向?yàn)閺拇笮凸?yīng)商等采購(gòu)的政策。因此，在未來(lái)日產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)中，韓國(guó)LG化學(xué)和松下的電池模組的采用比例將會(huì)增加。

其他電池廠家的電池模組，在實(shí)車(chē)搭載時(shí)大部分需要冷卻裝置。然而這次新款Leaf車(chē)型上搭載的AESC制造的電池模組，可以說(shuō)是自然冷卻方式的集大成者。* 1）

1）日產(chǎn)汽車(chē)公司投資全固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)公司，推動(dòng)全樹(shù)脂構(gòu)成的Li離子2次電池開(kāi)發(fā)等等，根據(jù)這一系列舉措可以預(yù)測(cè)日產(chǎn)可能會(huì)持續(xù)采用空氣自然冷卻方式的電池Pack系統(tǒng)。

朝著更為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)化

打開(kāi)電池Pack的最直觀感受就是結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單。電池Pack由電池模塊，接線盒，稱(chēng)為“服務(wù).連接器”的斷路器、以及電池控制器組成（圖2）。

圖2 電池Pack內(nèi)部，由24個(gè)電池模組與接線盒、斷路器和電池控制器構(gòu)成

新款電池包Pack由24個(gè)模組構(gòu)成，1個(gè)模組的不銹鋼制的外殼中放入8個(gè)電池（共計(jì)192個(gè)電芯）。電池Pack重量303kg，總電壓為350V。第1代Leaf（ZE0）是由4個(gè)電芯組成1個(gè)模組，而整個(gè)電池Pack由48個(gè)模組構(gòu)成。此外不同的是第1代Leaf的模組外部金屬外殼屬于全體覆蓋，而本次新款Leaf的模組金屬外殼則屬于四角開(kāi)放式，從外部可以看到模組內(nèi)的8個(gè)電池（圖3）。

圖3電池模組由8個(gè)電池組成。屬于疊片型電池，能量密度約為240Wh/kg

雖然電池Pack的外部尺寸幾乎相同，但Pack容量從第1代的24Kwh提升到40Kwh能量密度提升了1.6倍。令人驚訝的是雖然體積效率大幅提升但依然僅僅只采用了自然冷卻方式就能進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

此外，第1代Leaf質(zhì)保內(nèi)容為5年或行駛距離10萬(wàn)公里的容量保證，2015年12月的微改款容量增加到30Kwh,質(zhì)保內(nèi)容延長(zhǎng)到8年或16萬(wàn)公里行駛里程。而40Kwh容量的新款Leaf保修期的延長(zhǎng)也會(huì)繼續(xù)。據(jù)說(shuō)，這是通過(guò)活用第1代Leaf的實(shí)際數(shù)據(jù)，在控制和防止電池衰減方面取得了卓越成效的結(jié)果。

新款車(chē)型電池和模組由AESC制造，電池控制器由康奈可制造，接線盒內(nèi)搭載松下設(shè)備（現(xiàn)松下開(kāi)關(guān)技術(shù)）公司制造的繼電器，高壓電纜由住友電工制造（圖4）。

圖4 設(shè)置在電池Pack中央前部的接線盒，安裝了關(guān)閉高壓直流電流的繼電器。