鉅大LARGE | 點擊量:852次 | 2020年04月27日
“刀片電池”出鞘,能讓比亞迪“笑看天下”嗎?
經過幾年的發展,消費者對純電動汽車的要求發生了天翻覆地的變化,從起初的“能代步”就行了,逐漸轉變為“必須能擔當家用主力車型的大任”。
引發消費者對純電動汽車要求發生變化的最重要的因素,自然是技術上的飛速進步。這其中,續航里程的快速提升尤為關鍵。換言之,超長的續航里程,讓駕駛純電動汽車的消費者同樣可以追逐詩和遠方。
不過,雖然續航里程的提升滿足了消費者更多的用車場景。但,由于目前提升車輛續航里程的方式,還是在三元鋰離子電池上下功夫,而由于這類電池安全性上存在的一些特性的因素。因此,也就導致電池安全一直飽受詬病。
據不完全統計:2019年發生的79起電動汽車安全事故中,涉及車輛達到了96輛。其中,有6成左右的電動汽車安全事故是由電池自發出現。
那么,究竟是否有一種辦法能夠讓純電動汽車在提升續航里程的同時,保障電池安全呢?
2020年三月二十九日,比亞迪給出了答案,宣布正式推出“刀片電池”。
在廣受關注的電池安全方面,用比亞迪集團董事長兼總裁王傳福的話說:“刀片電池”體現了比亞迪徹底終結新能源汽車安全痛點的決心,更加有能力將引領全球動力鋰電池技術路線重回正道,把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。”
而在續航里程方面,根據此前工信部公布的消息,搭載比亞迪“刀片電池”的首款車型漢EV的續航里程超過了600km。
磷酸鐵鋰離子電池的先天優勢
兼顧續航與安全,似乎讓比亞迪推出的“刀片電池”成為了純電動汽車領域中的“一顆最亮的星”。那么,比亞迪“刀片電池”又是怎么做到的呢?
在安全性方面,嚴格意義上說,比亞迪“刀片電池”就是磷酸鐵鋰離子電池,而磷酸鐵鋰離子電池在安全性方面本身就具備優勢。
據相關數據顯示,三元鋰離子電池的三元材料會在200攝氏度時發生分解,遠遠高于800攝氏度才會讓電池分解的磷酸鐵鋰離子電池。也就是說,磷酸鐵鋰更不容易著火,安全性更高。
而且比亞迪“刀片電池”更是做到了發揚光大。
根據比亞迪公布的,三種電池樣品(三元鋰離子電池、普通磷酸鐵鋰離子電池、“刀片電池”)針刺實驗視頻來看,NCM622(正極材料中的鎳鈷錳三種成分的比例為6:2:2)三元鋰離子電池在被針刺穿的一瞬間就發生了爆燃。
磷酸鐵鋰離子電池的安全性要稍微好一點,在被針刺穿的瞬間,磷酸鐵鋰并沒有發生起火燃燒的現象,但是電池表面的溫度卻高達500-600攝氏度。
而“刀片電池”在被刺穿的時候,則沒有異常表現,結構依舊穩定。溫度傳感器顯示,電池表面的溫度只有60攝氏度,安全通過針刺實驗。
通過此實驗不難看出,安全性上,比亞迪“刀片電池”尤為值得信賴。
此外值得注意的是,除了安全性能之外,作為磷酸鐵鋰離子電池的“刀片電池”還具備了另外一些與生俱來的優勢。
首先,磷酸鐵鋰離子電池的壽命更長。
據悉,目前我國車用磷酸鐵鋰離子電池包,實驗室測試循環壽命在3000次左右沒問題。而實際運營當中,至少也可以達到2000次。
或許也就是這個原因,讓王傳福在2020年一月舉辦的百人會論壇上敢于說出,采用刀片電池的車輛,整車壽命可達百萬公里以上。
因為,我們以比亞迪漢EV為例,其續駛里程是605km,按2000次循環計算,其壽命卻是可以達到120萬公里以上。
值得注意的是,2010年比亞迪在深圳投放的e6電動出租車,在2018年時就有單車行駛里程超過100萬公里,并仍能正常運營的先例。
其次,便是磷酸鐵鋰離子電池的制造成本更低。
要了解,三元鋰離子電池所必需的鈷元素在我國的出量比較少,大部分靠海外進口,所以三元鋰離子電池的成本必然居高不下。而磷酸鐵鋰離子電池所要的原材料無需進口,供應充足,價格穩定,成本相對較低。
這關于降低純電動汽車動力鋰電池的成本有著關鍵用途。這也讓人看到了,當國家對純電動汽車完全取消退坡之后,純電動汽車依然能夠在價格上保持較高的競爭力。
由此可以看到,磷酸鐵鋰離子電池不僅安全性能無需擔心,而且循環壽命和制造成本更低。因此,比亞迪“刀片電池”最要做到的是如何提升續航里程。
比亞迪“刀片電池”如何提升續航里程
此前,在純電動汽車剛剛興起之時,選擇搭載磷酸鐵鋰離子電池的車企和選擇搭載三元鋰離子電池的車企處于勢均力敵的態勢。不過,后來磷酸鐵鋰離子電池卻漸漸失去了市場,市場上的純電動汽車的動力鋰電池,尤其是純電動家用車的動力鋰電池幾乎被三元鋰離子電池所“壟斷”。
這其中的原因便是,相比于磷酸鐵鋰離子電池,三元鋰離子電池在能量密度方面處于明顯的領先地位,并且其可以通過鎳、鈷、錳(或鋁)三種金屬元素比例,還擁有極大的提升空間。而磷酸鐵鋰離子電池的能量密度較低,基本已經達到了理論極致。
因此,無論從消費者對續航里程需求的角度來看,還是從我國對新能源汽車補貼政策的方面來看,此前的磷酸鐵鋰離子電池并不占優。
為了解決續航里程問題,比亞迪“刀片電池”則省去了模組的步驟,采用了CTp(Celltopack,無模組動力鋰電池包)設計思路,將電芯直接裝到電池包殼體內。這種設計能夠在保持電池包強度的前提下,省去橫梁、縱梁以及螺栓等附件,提升電池包內部空間利用率,實現電池包總容量和能量密度的提升。
比亞迪通過CTp設計把電池包殼體內部的空間利用率由傳統設計方式的40-50%提升至60-80%。電池包總容量的提升直接導致的結果是電動汽車的續航明顯提升。這也是,搭載刀片電池的比亞迪漢EV續航里程超過600km的原因之所在。
可以看到,當比亞迪“刀片電池”的續航里程得到了顯著的提升之后,似乎也讓這其成為了純電動汽車動力鋰電池的最優解。
“刀片電池”低溫行不行?實踐檢驗說了算!
兼顧續航與安全,似乎讓比亞迪的“刀片電池”成為了新能源汽車動力鋰電池的最優解。那么,“刀片電池”真的成為了新能源汽車電池領域的“獨孤求敗”嗎?
事實上,至少從現在來看——未必!
假如你對磷酸鐵鋰離子電池多有一些了解就會了解,就算比亞迪“刀片電池”克服了續航不足的問題,至少從目前的消息來看,也難以讓其稱得上無懈可擊。因為,磷酸鐵鋰離子電池還存在一個問題——低溫性能較差。
有研究表明,低溫條件下(氣溫低于零下10攝氏度以下),磷酸鐵鋰離子電池經過不到100次充放電循環,電池容量將下降到初始容量的20%,基本與寒冷地區使用無緣。而在我國的冬季,卻偏偏有大量的地區處于寒冷地帶。
那么,關于這個問題,比亞迪“刀片電池”又是如何解決的呢?
根據刀片電池的相關專利,我們可以看到一些比亞迪的低溫解決方法。例如,在論述空間利用率時提及,外圍部件會占用電池包內部空間,包括液冷系統、保溫材料等。
顯然,從這個專利上看,太過于籠統,畢竟幾乎所有的電動汽車,都在這幾個方面在下功夫。
而有關更具體的解決方法,目前還沒有官方進行正式的解答。只是比亞迪銷售有限公司副總經理李云飛,在他的個人微博“不會武功的武功李云飛”上,從側面進行了說明(詳見下圖)。
從這張圖片可以看到,李云飛的回答十分巧妙,他并沒有從專業角度進行解讀,而是從市場的方向告訴所有人,“刀片電池”低溫性能是值得信賴的。不過,坦白地講,即使是這樣,還是不能讓人信服,因為他的解答“太側面”了。而且更重要的是——實踐是檢驗真理的唯一標準。
所以,比亞迪“刀片電池”低溫續航如何。或許,關于深處北方的消費者來說,購買比亞迪漢EV之前,可以多多關注媒體對這款車冬季續航的評測。汽場買車App也將在未來,為您帶來有關這款車的評測報告。
而除了低溫續航性能之外,目前,比亞迪“刀片電池”還有一個十分關鍵的未解之謎擺在所有用戶眼前——維修成本。
由于“刀片電池”的電芯既是能量體,又是結構件。因此,當100多個電芯直接固定在底殼托盤上之后,勢必會讓人感到,假如某塊兒電芯出了問題,是否要更換整塊電池pACK。由此也出現的維修成本,顯然要比單獨更換一個模組高得多。
這就要看比亞迪如何解決這個問題。
寫在最后
假如一臺純電動汽車沒有充足的續航里程,它最多只能算是短途的代步工具;假如在安全方面沒有保障,它注定將成為“按時炸彈”。
由于特性的原因,現有的三元鋰離子電池雖然能夠供應充足的續航里程,但是很難在安全性方面有更多的保障;此前的磷酸鐵鋰離子電池,雖然在安全性方面有所保障,但是不能在續航里程上有所建樹。
兼顧續航與安全,在過去很長一點時間內,已經成為了純電動汽車繼續發展的攔路虎。
所以,比亞迪推出的“刀片電池”很可能會對整個新能源汽車行業的發展起到重大推動意義。
當然,我們也不得不說,從目前的信息來看,“刀片電池”并非無懈可擊。因此,雖然它很牛。但是,還有一些問題值得我們持續關注。