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《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

2019-08-23 17:17
FlyRideR
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【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

(上一期:【原创】《T-box的自我修养》序章:车联网超级攻略)

金庸的武侠小说相信大家多多少少都看过,或者至少TVB当年拍的那些武侠剧和《金融群侠传》应该没少看没少玩吧(手动狗头)。

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

(永远缅怀金庸先生)

在金庸的武侠世界设定中,一个人的功力最重要的是“内力”,任何招式都需要靠“内力”去催动,招式之间的比拼打到最后都会演变成“对掌拼内力”,甚至可以单靠“内力”去碾压招式,比如说《倚天屠龙记》围攻光明顶时期的张无忌光靠九阳神功的内力就能硬抗灭绝师太,还有《天龙八部》后期的游坦之学习了易筋经就从一个无名小辈变成一个江湖数一数二的高手。所以说,“武侠世界,内力高,真的可以为所欲为”。

车载T-box的世界中也是如此,任你T-box的各种功能再酷炫,最后都得靠电能来驱动,电力保障的好,T-box就可以尽情发挥性能;电力保障不够,T-box设计上就得做出性能或者功能上的妥协。所以在T-box设计中,电源保障问题是一大核心重点,那么本专栏《T-box宝典系列》的第一期就先来给大家讲讲,如何夯实T-box的电源“内力”。

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

【T-box的电源保障设计决定了产品的上限】

在上一期:(上一期:【原创】《T-box的自我修养》序章:车联网超级攻略 )中,我们了解到T-box需要在外部电源断开的情况下有一定的独立运行能力,例如发生车祸时的E-CALL紧急呼叫功能,停车时(此时外部电源不启动)定位数据互联和后台车辆状态监控等功能。特别是近年,各国政府对于汽车配置E-call功能的呼声越来越高,欧盟更是在2018年通过法规做出新车强制标配E-call的规定,目前我国政府的相关部门也已经开始了车载紧急呼叫系统(AECS)强制标准的研究和拟定工作。

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

(E-call功能帮助节约时间,节约时间就是在挽救生命!)

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

(国内车载紧急呼叫系统相关标准的资料)

而这些 “紧急的”“重要的”功能在启动的时候,往往只有依靠备用电源来供电,因此T-box内必须要有一个良好的备用电源设计,毕竟事关生命,绝不能儿戏。

从业内人士处了解到:

1,在国家层面上,将来出台的紧急呼叫标准中,备用电源系统将会是非常重要的一块。

2,各个主机厂这边,都把T-box/E-call中的备用电池等部件列为核心部件,甚至会指定电池型号等。

3,Tier1这边,更是把备电系统和电池视作为提升T-box产品竞争力的一大武器。

“内力”决定“功力”,这已经在T-box行业中达成了共识。

而【电池】是备电系统中最重要的部件,

我们甚至可以认为:【电池】就是孕育T-box“内力”的【丹田】。

【T-box/E-call的应用需求对电池提出了很高的要求】

上文说到电池很重要,那么如何选择电池?

这就需要从T-box/E-call的应用需求来着手分析:

1,温度范围:《GB-32960.2-2016-T》中规定了T-box/E-call设备的工作温度范围是-30℃~+70℃,贮存温度范围是-40℃~+85℃,那么对于电池来说至少要能满足这两个工作和贮存的温度条件,并且对应温度范围越宽越好。

2,可靠性:还是《GB-32960.2-2016-T》中,同时也规定了T-box/E-call设备至少能有5年以上的寿命,那么电池最少也得有5年以上的寿命,部分主机厂和Tier1要求电池能用10年或以上。

3,安全性:电池需要保证在各种极限环境下(高温,震动或外力破坏等),不会对乘员造成危害(例如电池起火爆炸等)。

4,放电容量:据了解目前各大主机厂的紧急呼叫设计中都普遍要求T-box/E-call设备可以在-30℃~+85℃的范围内,依靠电池供电至少满足10分钟的通话功能。常见的T-box/E-call通话功耗为4W左右(3.8V/1A的供电)。也就是说,电池需要在-30℃~+85℃的范围内能够以4W的功率持续输出10分钟以上,放电能力越强越好。

5,体积:目前汽车行业的主流设计趋势是尽可能扩大乘员空间,这势必需要压缩机械结构和各类电子设备的空间,T-box/E-call设备的尺寸设计非常有限,在满足供电要求的情况下,电池尺寸也是越小越好,电池的体积能量密度越大越好。

6,成本:这个不解释了,汽车行业永恒的话题。

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

【传统的电池方案越来越力不从心了】

这里来简单讲一下目前的T-box/E-call电池的现状。

之前一段时间就T-box/E-call话题拜访了很多车厂、Tier1和业内的专家学者。

目前国内T-box/E-call电池的主流还是以镍氢电池为主。

造成这种现状的原因主要有:

1,镍氢电池的户外产品应用历史较长,方案成熟。

2,在过去,能够达到车载电池的耐用性,安全性,温度范围等要求的电池种类选择余地很小。

3,镍氢电池的应用领域广,产量规模大,相比过去其他方案(例如超级电容方案)成本优势明显。

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

但是,这也只是应对早期的T-box/E-call需求。

随着5G网络的发展以及汽车电气化的加深,越来越多的汽车数据互联和多媒体功能需要通过T-box/E-call来实现,“能力越大,责任也就越大”,对电能的需求也就越高。

另一方面,镍氢电池化学特性决定了镍氢电池单体的电压平台较低(1.2V),导致电池整体的能量密度不高。镍氢电池在面对“耗电胃口”越来越大的新型T-box/E-call的时候,显得越来越力不从心,似乎也只有堆料堆电池的方法来应对。但是当代的T-box/E-call已经无法再提供更多的空间给电池了,甚至一些欧洲的车厂提出了对T-box/E-call更严苛的尺寸要求。市场急需一种全新的电池方案来突破T-box/E-call的设计瓶颈。

可以预见到,“电池(包)的体积再小点,同时电池(包)的容量再大一点”,将会是今后T-box/E-call新电池方案的发展方向。

【欧洲的经验,锂电化的“chuan新”道路】

为了满足车企对电池更苛刻的要求,

欧洲的Tier1们大约从3年前开始,在欧洲市场上开始采用“宽温型”“长寿命”的18650磷酸铁锂圆柱电池作为T-box/E-call的备用电池。

经过多年的验证,锂离子电池方案已经得到了欧洲汽车行业客户的认可和广泛好评,例如大陆,哈曼,李尔等。而据知情人士介绍,2019年,国内的一家大型知名通信设备制造企业也开始在他们的T-box产品上大规模使用锂离子电池。

根据现有收集到的信息,国外(主要是欧洲)的T-box/E-call专用锂离子电池的主要特点有:

1,对应温度可达-40度~90度,

2,8000次的循环寿命,

3,可大功率放电(可以应对一些瞬时的大功率输出,例如大功率的信号搜索等)

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

(电芯包装上写的型号为US18650FTC1,关于具体电芯信息可后台留言交流)

和传统镍氢方案的对比:

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

(相比传统镍氢,T-box/E-call专用锂离子电池在温度范围,放电能力,循环寿命上均有优势)

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略

锂电池电池1节即可满足需求,节约了T-box/E-call空间,甚至可能还有成本上的优势)

【原创】《T-box的自我修养》第一章:夯实 “内力”——电池攻略(看结果似乎还行,至少可以满足一些T-box/E-call在极低温和极高温下的放电需求)

不知道各位觉得欧洲Tier1在用的锂电池方案如何?

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