深度解析小鹏G3电池系统
文章来源：有车以后
发布时间：2021-02-16
针对小鹏G3的电池系统，请见详文。
2020款小鹏G3（下文称新款小鹏G3）已于7月10日正式上市，全国统一售价14.38-19.68万元，分为G3 520、G3 400两个型号，共六款配置车型，综合续航里程分别可达520km和401km。其中，拥有520km续航能力的G3 520成为了目前在售续航最长的中国纯电动车。
为什么新款小鹏G3能做到如此超长的续航呢？针对它的电池系统，近日我与小鹏汽车的电池工程师们进行了深入的采访交流，独家获得了很多大家关心的信息资料。
G3 520的电池包是小鹏汽车与宁德时代联合设计的。
G3 520采用了来自宁德时代的NCM811方形电芯，电池系统的能量密度最高达到180Wh/kg；G3 400则采用与现款G3同样的电芯，该电芯采用圆柱结构，具有成熟度高，一致性好的特点。
新款小鹏G3全新开发的动力电池具备优异的快充能力，采用单枪功率100kW以上的充电桩充电，0-100%快充时间在80min以内。不过目前小鹏自建的超级充电桩单枪功率尚未达到该标准，虽然单枪最高功率可达120kW，但平均功率为90kW，30%-80%需要30min的时间，属于主流水平。日后通过OTA或增加充电模组后，小鹏超级充电桩最大可以达到300kW的充电功率。
首先，电池包的密封防护采用防浸型设计，达到IP68的密封防护等级要求，这个等级也是目前电气设备防水、防尘的最高级别。据官方介绍，电池包可以在在1米水深环境下持续浸水48小时不会渗水，这使得车辆应对城市内涝路况完全没问题。电池包属于电动车直接裸露在外的一个部件，日常行车路况复杂，具备出色的防水防尘能力是必须的。
电池包层面，具有完善的监控与控制系统，内置高温防火隔层，高强度箱体安装机械式防爆阀，起到平衡压力隔绝空气的作用。模组层面，选用带安全缓冲的busbar（母排）电连接、高热阻隔热材料以及安全排气通道设计 。电芯层面，采用隔离膜涂层、Fuse（保险丝）、泄压阀等安全设计。
再展开说一下，整个电池系统电气防护采用了3级的保护以确保安全。当异常电流相对较小时，由继电器进行带载切断主回路；当异常电流较大时，高压回路Fuse熔断切断主回路，保证继电器及其他高压部件不受影响；极限情况下，如继电器粘连和Fuse同时异常，电芯内部的Fuse会熔断，起到保护作用，避免酿成安全事故。一般的电池组如果有一个电芯短路就会引起连锁反应，小鹏G3电池组这些特别的安全设计对于自燃能起到有效的抑制作用。
此外，新车上市前就已经对电池包、BMS、模组、电芯进行了超过100项设计测试，比如震动测试、跌落测试、挤压测试、机械冲击测试、模拟碰撞测试、外部火烧、海水浸泡等，新款小鹏G3是全部通过了这些测试的。
电池PTC加热也称极低温电池加热装置，系统检测到车辆上电后，PTC会先对电池进行加热，然后才允许车辆进行充放电工作，主要是应对一些低温高寒的工况。该装置可以使电池从-30℃的极限工作温度，快速提升到0℃这个理想工作温度范围，不仅能有效提升冬季续航性能，还能大幅度缩短充电时间，30%-80%的快充时间节约10分钟以上。很多电动车的续航能力在低温地区都会有较大幅度的下降，有PTC加热装置后可以减少电池续航的衰退。
新款小鹏G3电池组PTC加热的原理是，先加热防冻液，再经过液冷系统把热量传递到电芯。相比直接在电池模组外部加热的方式，这样加热更均匀、更高效。
市面上的电动车很多都没有配备PTC加热的，有一些品牌车型则需要选装，而新款小鹏G3是全系标配，更多地考虑到了低温高寒地区的用户需求。
新款小鹏G3两个不同续航版本车型采用的电芯是不一样的，G3 520用的是宁德时代的电芯，而G3 400用的则是其它国内电池供应商（具体官方并没透露）。不同的电池供应商与整车系统的匹配怎么做到一致呢？小鹏的电池的工程师表示，是从以下三个角度来满足这个匹配。
首先，在车辆设计之初有统一的功能规范目标，无论配置和供应商怎么变，最终设计的结果体现在车辆上是一样的功能。
第二，研发的过程中自主开发的整车控制器，会针对不同的供应商开发不同版本的软件进行匹配。这也意味着工作量的增加，包括接口，匹配，标定，测试等，工程师们都做了大量的匹配工作，需要付出非常多的人力精力。
第三，生产的时候通过车辆下线自动写入配置的方法，保证车辆在生产的时候，对应的软件和供应商提供的电池能够匹配上，不会出现错误。
以上三点，保证了小鹏在立项，研发，生产三个环节将不同的供应商与整车系统匹配到一起，保证功能一致的。
电动车车企确实要具备这种匹配一致性的生产能力，特别是“电池白名单”政策废止后，越来越多的电池供应商会进入国内造车市场。将来，一个车企、一款车型可能不会只用一个供应商的电池。
电动车的动力电池回收是一个须要重视的问题，工信部已经出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》和《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》。按照要求，汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任。小鹏汽车已组成电池回收及溯源信息专项小组，并制定了关于电池回收流程及溯源信息收集相应的管理制度标准，规定该公司废旧动力电池的管理职责、分类、贮存、回收、运输、处理等管理办法。
同时小鹏汽车和国内具有回收资质的企业进行深度合作，按照先梯次利用后再生利用原则，对废旧动力蓄电池开展多层次、多用途的合理利用。比如开始老化不适合继续车用的电池，更换下来后会进行分拆，性能还好的电池模组会应用到通讯基站或者其它储能设施，梯次利用之后才被集中拆解回收。另外，小鹏汽车在所有的售后城市服务中心均设置有电池回收网点。
总而言之，新款小鹏G3的续航能大幅度提升，除了采用宁德时代最新的NCM811电芯之外，更重要的是整个电池系统的设计，包括安全方面的设计。相比独自设计电池包这条路线，小鹏选择了更高效的联合设计的路线，当中也不乏亮点和特点。
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