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寶馬/三星/特斯拉/松下對比 電池哪家好?

鉅大LARGE  |  點擊量:1512次  |  2020年01月04日  

電動車領域決勝的關鍵在于:哪家公司的電池技術處于領先地位。暫時撇開通用汽車和LGChem在電池方面的合作不談,近來CleanTechnica網站的評論提出了一個值得探討的問題,寶馬+三星電池VS特斯拉+松下電池哪家更強?


每千瓦時的花費(Price/kWh)是關鍵問題


電動車成本競爭力是最重要的因素。如果汽車制造商掌握了低成本電池的技術,便能生產出比燃油汽車有競爭力的汽車,在產品價格和產品參數/型號方面有很好的平衡,并且能夠提供一般消費者能接受的續航里程范圍。(如果消費者能夠意識到電動車更深層的好處,燃油車很難與之抗衡。可惜消費者一般都意識不到這些優點,因此,這是個爭論未決的問題。)


多年來,特斯拉一直致力降低該公司電池的每千瓦時成本(雖然幾年前據預估,該項數據與日產汽車相近)。據特斯拉最近聲明稱,該公司電池組的成本已經低至每千瓦時190美元——該數據與即將上市的使用GM/LGChem電池組的ChevyBolt汽車相仿(據通用公司稱,LGChem電池每千瓦時成本為145美元,而維持電池組需要額外30%的花費,因此總成本為每千瓦時189美元)。


因為特斯拉和LGChem已經公布了會生產售價低于40,000美元的長續航里程電動汽車,所以我們有理由相信這兩家公司已經就低成本電池簽訂相關合同,以確保能夠生產出自己宣稱的電動汽車。寶馬和日產可能也掌握了相關技術,但是他們不愿意公開,怕壓低自己的產品售價。


目前,消費者能夠以66000美元的價格購買到續航里程數大于200公里的特斯拉大型純電動豪華汽車(未計額外的獎勵)。續航里程數只有100公里的寶馬微型汽車i3售價為51,400美元。當然,還有其他一些因素對售價也有影響,比如寶馬i3使用了昂貴的碳素纖維材料,特斯拉的ModelS使用了超級充電器。但是,我們就此可以得出結論,寶馬的電池比特斯拉的電池昂貴。


每千瓦時成本并不意味著一切


雖然推測出了每千瓦時的成本,我們必須明確這只是初始容量,并不意味著一切。


電池專家,多功能能源供應商(VersatileEnergyProvider)公司創始人及CEO丹尼斯-拉克切耶夫(DenisRakcheev)介紹稱,功率密度(powerdensity,單位為kWh/kg)也是應當考慮的重要參數之一。特斯拉的組件相對便宜(雖然可以找到更便宜的鋰電池,但是功率及熱性能不是很好)。總體來看,特斯拉的電池是最高效的電池之一。


汽車重量越重,所需要的驅動力越大。不同汽車制造商采用不用的方法處理這個問題。特斯拉采用了一種高明的方式:主體為鋁,加上高比能量電池(能量密度高達140Wh/kg,與日產Leaf汽車相近)。


寶馬i3汽車車身是所有汽車中最輕的,是由碳素纖維材料制造而成的,但是采用了低密度電池(95Wh/kg)。起亞Soul汽車采用了老式鋼鐵框架以及高密度鋰聚合物電池(200Wh/kg)。因而,對于消費者來說,最理想的汽車應該就是把各家公司的優點都集于一身。


此外,值得注意的是,小型初創公司VEP-Tech使用了三星SDI的電池,能量密度為112Wh/kg,每千瓦時成本為210歐元)


除了功率密度以及原始容量每千瓦時成本,如果電池只能循環使用(完全放電并充電)10次就失去了20%電池容量,那這些電池就是失敗產品,使用它們的汽車必將很快出現在廢車場。


長期規劃,是個技術活


值得關注的是特斯拉+松下電池,這款電池目前表現良好。而且特斯拉還為該電池提供了一項8年內不限里程數保修服務。然而,這并不意味著特斯拉擁有市面上電動汽車最好的電池。


最近評論家JennySommer提到一篇2013年對BMZ公司首席執行官鮑爾(SvenBauer)的采訪,該公司當時是歐洲最大的電池生產商(現在仍有可能是最大的)。鮑爾當時表示,特斯拉公司汽車使用的18650型傳統鋰電池壽命并不長。鮑爾補充道,寶馬i3使用的電池元件是最先進的,能夠使用20年。


不知道鮑爾對特斯拉電池了解多少,竟然暗示特斯拉使用的電池跟筆記本電腦一樣,而我們明顯可以看出特斯拉電池跟筆記本使用的不一樣。


關鍵問題是特斯拉汽車的電池是否只能支撐八年?能否撐到20年?寶馬的電池是否真的能夠使用20年而不會損失大量續航里程?這里暫且不討論寶馬i3使用了多少塊電池,僅討論電池質量。


沒人知道這些問題的確切答案,然而鮑爾對自己的觀點深信不疑。當被問起寶馬i3電池20年使用壽命,鮑爾稱消息可靠,只需要一個月便能證明。確切的說,電池壽命具體時間為20年零9個月。而在此時間之后,電池充電后依然能夠達到原始容量的80%。


在否認了鮑爾的觀點之后,DenisRakcheev補充稱,鮑爾未提及一個重要的問題,關于電極的設計。高能量密度值是由鋰離子能夠吸附的表面積定義的。該比表面積是可操控的,例如通過納米結構增加電極表面孔隙率從而增加更多電極材料層級。


增加電極表面是個昂貴的過程,要求謹慎測試以確保元件的耐熱性以及動力特性。于是,人們在能量密度以及功率密度中間使用黃金材料。寶馬通過使用低能量密度電池達到了目的。這是個強強對決,在電池元件的主要細節都被對比過之后,到底誰的弱點更大?


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