(上一期:【原創(chuàng)】《T-box的自我修養(yǎng)》序章:車聯(lián)網(wǎng)超級(jí)攻略)
金庸的武俠小說(shuō)相信大家多多少少都看過(guò),或者至少TVB當(dāng)年拍的那些武俠劇和《金融群俠傳》應(yīng)該沒少看沒少玩吧(手動(dòng)狗頭)。
(永遠(yuǎn)緬懷金庸先生)
在金庸的武俠世界設(shè)定中,一個(gè)人的功力最重要的是“內(nèi)力”,任何招式都需要靠“內(nèi)力”去催動(dòng),招式之間的比拼打到最后都會(huì)演變成“對(duì)掌拼內(nèi)力”,甚至可以單靠“內(nèi)力”去碾壓招式,比如說(shuō)《倚天屠龍記》圍攻光明頂時(shí)期的張無(wú)忌光靠九陽(yáng)神功的內(nèi)力就能硬抗滅絕師太,還有《天龍八部》后期的游坦之學(xué)習(xí)了易筋經(jīng)就從一個(gè)無(wú)名小輩變成一個(gè)江湖數(shù)一數(shù)二的高手。所以說(shuō),“武俠世界,內(nèi)力高,真的可以為所欲為”。
車載T-box的世界中也是如此,任你T-box的各種功能再酷炫,最后都得靠電能來(lái)驅(qū)動(dòng),電力保障的好,T-box就可以盡情發(fā)揮性能;電力保障不夠,T-box設(shè)計(jì)上就得做出性能或者功能上的妥協(xié)。所以在T-box設(shè)計(jì)中,電源保障問題是一大核心重點(diǎn),那么本專欄《T-box寶典系列》的第一期就先來(lái)給大家講講,如何夯實(shí)T-box的電源“內(nèi)力”。
【T-box的電源保障設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品的上限】
在上一期:(上一期:【原創(chuàng)】《T-box的自我修養(yǎng)》序章:車聯(lián)網(wǎng)超級(jí)攻略 )中,我們了解到T-box需要在外部電源斷開的情況下有一定的獨(dú)立運(yùn)行能力,例如發(fā)生車禍時(shí)的E-CALL緊急呼叫功能,停車時(shí)(此時(shí)外部電源不啟動(dòng))定位數(shù)據(jù)互聯(lián)和后臺(tái)車輛狀態(tài)監(jiān)控等功能。特別是近年,各國(guó)政府對(duì)于汽車配置E-call功能的呼聲越來(lái)越高,歐盟更是在2018年通過(guò)法規(guī)做出新車強(qiáng)制標(biāo)配E-call的規(guī)定,目前我國(guó)政府的相關(guān)部門也已經(jīng)開始了車載緊急呼叫系統(tǒng)(AECS)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的研究和擬定工作。
(E-call功能幫助節(jié)約時(shí)間,節(jié)約時(shí)間就是在挽救生命!)
(國(guó)內(nèi)車載緊急呼叫系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的資料)
而這些 “緊急的”“重要的”功能在啟動(dòng)的時(shí)候,往往只有依靠備用電源來(lái)供電,因此T-box內(nèi)必須要有一個(gè)良好的備用電源設(shè)計(jì),畢竟事關(guān)生命,絕不能兒戲。
從業(yè)內(nèi)人士處了解到:
1,在國(guó)家層面上,將來(lái)出臺(tái)的緊急呼叫標(biāo)準(zhǔn)中,備用電源系統(tǒng)將會(huì)是非常重要的一塊。
2,各個(gè)主機(jī)廠這邊,都把T-box/E-call中的備用電池等部件列為核心部件,甚至?xí)付姵匦吞?hào)等。
3,Tier1這邊,更是把備電系統(tǒng)和電池視作為提升T-box產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的一大武器。
“內(nèi)力”決定“功力”,這已經(jīng)在T-box行業(yè)中達(dá)成了共識(shí)。
而【電池】是備電系統(tǒng)中最重要的部件,
我們甚至可以認(rèn)為:【電池】就是孕育T-box“內(nèi)力”的【丹田】。
【T-box/E-call的應(yīng)用需求對(duì)電池提出了很高的要求】
上文說(shuō)到電池很重要,那么如何選擇電池?
這就需要從T-box/E-call的應(yīng)用需求來(lái)著手分析:
1,溫度范圍:《GB-32960.2-2016-T》中規(guī)定了T-box/E-call設(shè)備的工作溫度范圍是-30℃~+70℃,貯存溫度范圍是-40℃~+85℃,那么對(duì)于電池來(lái)說(shuō)至少要能滿足這兩個(gè)工作和貯存的溫度條件,并且對(duì)應(yīng)溫度范圍越寬越好。
2,可靠性:還是《GB-32960.2-2016-T》中,同時(shí)也規(guī)定了T-box/E-call設(shè)備至少能有5年以上的壽命,那么電池最少也得有5年以上的壽命,部分主機(jī)廠和Tier1要求電池能用10年或以上。
3,安全性:電池需要保證在各種極限環(huán)境下(高溫,震動(dòng)或外力破壞等),不會(huì)對(duì)乘員造成危害(例如電池起火爆炸等)。
4,放電容量:據(jù)了解目前各大主機(jī)廠的緊急呼叫設(shè)計(jì)中都普遍要求T-box/E-call設(shè)備可以在-30℃~+85℃的范圍內(nèi),依靠電池供電至少滿足10分鐘的通話功能。常見的T-box/E-call通話功耗為4W左右(3.8V/1A的供電)。也就是說(shuō),電池需要在-30℃~+85℃的范圍內(nèi)能夠以4W的功率持續(xù)輸出10分鐘以上,放電能力越強(qiáng)越好。
5,體積:目前汽車行業(yè)的主流設(shè)計(jì)趨勢(shì)是盡可能擴(kuò)大乘員空間,這勢(shì)必需要壓縮機(jī)械結(jié)構(gòu)和各類電子設(shè)備的空間,T-box/E-call設(shè)備的尺寸設(shè)計(jì)非常有限,在滿足供電要求的情況下,電池尺寸也是越小越好,電池的體積能量密度越大越好。
6,成本:這個(gè)不解釋了,汽車行業(yè)永恒的話題。
【傳統(tǒng)的電池方案越來(lái)越力不從心了】
這里來(lái)簡(jiǎn)單講一下目前的T-box/E-call電池的現(xiàn)狀。
之前一段時(shí)間就T-box/E-call話題拜訪了很多車廠、Tier1和業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者。
目前國(guó)內(nèi)T-box/E-call電池的主流還是以鎳氫電池為主。
造成這種現(xiàn)狀的原因主要有:
1,鎳氫電池的戶外產(chǎn)品應(yīng)用歷史較長(zhǎng),方案成熟。
2,在過(guò)去,能夠達(dá)到車載電池的耐用性,安全性,溫度范圍等要求的電池種類選擇余地很小。
3,鎳氫電池的應(yīng)用領(lǐng)域廣,產(chǎn)量規(guī)模大,相比過(guò)去其他方案(例如超級(jí)電容方案)成本優(yōu)勢(shì)明顯。
但是,這也只是應(yīng)對(duì)早期的T-box/E-call需求。
隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及汽車電氣化的加深,越來(lái)越多的汽車數(shù)據(jù)互聯(lián)和多媒體功能需要通過(guò)T-box/E-call來(lái)實(shí)現(xiàn),“能力越大,責(zé)任也就越大”,對(duì)電能的需求也就越高。
另一方面,鎳氫電池化學(xué)特性決定了鎳氫電池單體的電壓平臺(tái)較低(1.2V),導(dǎo)致電池整體的能量密度不高。鎳氫電池在面對(duì)“耗電胃口”越來(lái)越大的新型T-box/E-call的時(shí)候,顯得越來(lái)越力不從心,似乎也只有堆料堆電池的方法來(lái)應(yīng)對(duì)。但是當(dāng)代的T-box/E-call已經(jīng)無(wú)法再提供更多的空間給電池了,甚至一些歐洲的車廠提出了對(duì)T-box/E-call更嚴(yán)苛的尺寸要求。市場(chǎng)急需一種全新的電池方案來(lái)突破T-box/E-call的設(shè)計(jì)瓶頸。
可以預(yù)見到,“電池(包)的體積再小點(diǎn),同時(shí)電池(包)的容量再大一點(diǎn)”,將會(huì)是今后T-box/E-call新電池方案的發(fā)展方向。
【歐洲的經(jīng)驗(yàn),鋰電化的“chuan新”道路】
為了滿足車企對(duì)電池更苛刻的要求,
歐洲的Tier1們大約從3年前開始,在歐洲市場(chǎng)上開始采用“寬溫型”“長(zhǎng)壽命”的18650磷酸鐵鋰圓柱電池作為T-box/E-call的備用電池。
經(jīng)過(guò)多年的驗(yàn)證,鋰離子電池方案已經(jīng)得到了歐洲汽車行業(yè)客戶的認(rèn)可和廣泛好評(píng),例如大陸,哈曼,李爾等。而據(jù)知情人士介紹,2019年,國(guó)內(nèi)的一家大型知名通信設(shè)備制造企業(yè)也開始在他們的T-box產(chǎn)品上大規(guī)模使用鋰離子電池。
根據(jù)現(xiàn)有收集到的信息,國(guó)外(主要是歐洲)的T-box/E-call專用鋰離子電池的主要特點(diǎn)有:
1,對(duì)應(yīng)溫度可達(dá)-40度~90度,
2,8000次的循環(huán)壽命,
3,可大功率放電(可以應(yīng)對(duì)一些瞬時(shí)的大功率輸出,例如大功率的信號(hào)搜索等)
(電芯包裝上寫的型號(hào)為US18650FTC1,關(guān)于具體電芯信息可后臺(tái)留言交流)
和傳統(tǒng)鎳氫方案的對(duì)比:
(相比傳統(tǒng)鎳氫,T-box/E-call專用鋰離子電池在溫度范圍,放電能力,循環(huán)壽命上均有優(yōu)勢(shì))
(鋰電池電池1節(jié)即可滿足需求,節(jié)約了T-box/E-call空間,甚至可能還有成本上的優(yōu)勢(shì))
(看結(jié)果似乎還行,至少可以滿足一些T-box/E-call在極低溫和極高溫下的放電需求)
不知道各位覺得歐洲Tier1在用的鋰電池方案如何?
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