孚能SPS電池專利解析及一些思考

孚能3個月前發(fā)布了軟包電池領域全新的解決方案－SPS（Super Pouch Solution）。

經(jīng)過對孚能過去兩年申請的電池專利進行檢索，甄別和解析，發(fā)現(xiàn)孚能對于其SPS電池技術，已經(jīng)做了大量的專利申請保護工作。SPS電池技術除了在電池Pack系統(tǒng)層面的設計革新之外，其實還涉及到冷卻板產(chǎn)品的微創(chuàng)新，涉及到軟包電芯封裝層面的技術微創(chuàng)新等，孚能針對每個創(chuàng)新點都有做專利布局。

因篇幅有限，本文僅對SPS電池Pack系統(tǒng)層面進行技術解析。

一篇名為《一種電池模組以及電池包》專利中透露的信息，與目前孚能官方公開的SPS電池系統(tǒng)技術較為匹配。

在講述孚能的SPS電池技術之前，回顧下傳統(tǒng)的軟包電芯模組結(jié)構(gòu)。如下圖所示，傳統(tǒng)軟包電芯模組中的電芯姿態(tài)是站立著的，每個模組都有側(cè)板和端板這樣的結(jié)構(gòu)件存在。比較典型的產(chǎn)品有Audi e－tron的模組，大眾MEB平臺的LG590模組，以及GM Hummer的模組。

▲Audi e－tron的軟包電芯模組

GM Hummer EV電池介紹的動圖，如下。該動圖已經(jīng)將傳統(tǒng)的軟包電芯在模組中的姿態(tài)，軟包模組在Pack中的布置展示的很形象了。

▲GM Hummer EV電池介紹的動圖

回到孚能SPS電池專利，孚能SPS電池專利的核心思想，如下

1）將軟包電芯傳統(tǒng)站立式姿態(tài)，變成平躺著的姿態(tài)，然后層層進行堆疊，形成一個個專利中所述的堆疊體，這樣可以對電池箱體頂部的空間進行有效利用，從而XY方向相同的電池Pack根據(jù)堆疊體的高度可以去匹配同一個平臺不同電量，不同底盤高度的整車需求；

2）SPS 電池中的端板（下圖4所示）和十字交叉且豎立放置的冷卻板（下圖2和3所示）將整個箱體隔成了很多獨立的空間，這些空間用于放置電芯堆疊體，且對電芯堆疊體進行限位；

3）上述的端板只存在電池Pack的兩端，相比原來每個模組都有的端板，數(shù)量大幅度減少，從而降低了整個Pack的重量；

4）上述所述的冷卻板對電芯堆疊體起到支撐和冷卻的作用。電芯和冷卻板之間填充有導熱膠。因此一個電芯堆疊體是有兩個面同時被液冷，三個面在傳熱；

▲孚能專利中的圖示

如前文所述，SPS 電池Pack系統(tǒng)的革新不是孤立的，其中涉及到電芯層面的創(chuàng)新，比如對于SPS電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電芯層面要能做到定向泄壓和爆噴，孚能已申請名稱為《一種定向爆噴的軟包電芯、電池模組以及電池包》等相應專利。

當電芯熱失控爆噴之后，需要將高壓氣體排出。孚能已申請名稱為《一種定向泄壓壓板、散熱組件、電池堆疊模塊及電池包》等相應專利。從下圖看到兩個豎立放置的冷卻板中間已經(jīng)形成了排氣的通道。

當然，軟包電芯是不可能像方殼電池一樣直接放置在箱體中的。根據(jù)孚能已申請的名稱為《一種電芯散熱翅片、軟包電芯、電池模組以及電池包》專利內(nèi)容所述，軟包電芯先放置在鋁制的U型散熱盒中。

▲孚能發(fā)布會視頻截圖

專利中還有其他一些細節(jié)，本文不再一一列舉。

根據(jù)孚能申請的SPS電池一系列專利中所透露的信息，再結(jié)合孚能SPS電池發(fā)布的內(nèi)容，可以看到

1）孚能的SPS電池系統(tǒng)方案，其實折射出了它的一些競爭對手產(chǎn)品創(chuàng)新點的影子。比如冷卻板豎立放著，這一點類似寧德麒麟電池的方案；比如電芯平躺放著，這一點類似上汽魔方電池的方案。但我不認為孚能是參考了寧德和上汽的方案，才有了SPS；

從孚能專利申請時間來看，我更傾向認為孚能的SPS電池方案的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新開發(fā)，其實與麒麟電池和魔方電池是處于同一個時間維度的；

2）另外，可以確定的是孚能的SPS方案中電芯所放置在的散熱鋁制翅片，其實是參考了當年軟包電芯大哥美國A123的電芯成組方案；

3）在過去的三年，我們可以看到方殼電芯成組領域一系列的方案創(chuàng)新，從BYD的刀片，寧德的CTP技術三代方案迭代到上汽魔方等，也能看到特斯拉和國內(nèi)億緯鋰能引領的46系列大圓柱電池成組方案，唯獨軟包電芯領域一直缺席這場系統(tǒng)方案的＂軍備競賽”。

而這次孚能祭出的SPS軟包方案，似乎在為自己這個國內(nèi)軟包電芯領域一哥名號正名。近期孚能與投資者的電話會議紀要所透露的信息SPS電池已經(jīng)獲得廣汽和吉利的定點。

如果SPS電池真正量產(chǎn)落地之后，體積利用率的大幅提升，制造運營維度的降本等利好真如孚能發(fā)布會中所透露的數(shù)據(jù)一樣，再配合固態(tài)電池使用軟包的應用場景，對于這幾年孚能一直被資本市場所詬病的經(jīng)營狀況，相信在后續(xù)幾年中的改善幅度會有較大的想象空間。

原文標題:孚能SPS電池專利解析及一些思考