“刀片电池”出鞘,能让比亚迪“笑看天下”吗?

汽场 2020/4/9 14:18:11 盖世大V说

经过几年的发展,消费者对纯电动汽车的要求发生了天翻覆地的变化,从起初的“能代步”就行了,逐渐转变为“必须能担当家用主力车型的大任”。

引发消费者对纯电动汽车要求发生变化的最主要的因素,自然是技术上的飞速进步。这其中,续航里程的快速提升尤为关键。换言之,超长的续航里程,让驾驶纯电动汽车的消费者同样可以追逐诗和远方。

不过,虽然续航里程的提升满足了消费者更多的用车场景。但,由于目前提升车辆续航里程的方式,还是在三元锂电池上下功夫,而由于这类电池安全性上存在的一些特性的因素。因此,也就导致电池安全一直饱受诟病。

据不完全统计:2019年发生的79起电动汽车安全事故中,涉及车辆达到了96辆。其中,有6成左右的电动汽车安全事故是由电池自发产生。

那么,究竟是否有一种办法能够让纯电动汽车在提升续航里程的同时,保障电池安全呢?

2020年3月29日,比亚迪给出了答案,宣布正式推出“刀片电池”。

在广受关注的电池安全方面,用比亚迪集团董事长兼总裁王传福的话说:“刀片电池”体现了比亚迪彻底终结新能源汽车安全痛点的决心,更有能力将引领全球动力电池技术路线重回正道,把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”

而在续航里程方面,根据此前工信部发布的消息,搭载比亚迪“刀片电池”的首款车型汉EV的续航里程超过了600km。

磷酸铁锂电池的先天优势

兼顾续航与安全,似乎让比亚迪推出的“刀片电池”成为了纯电动汽车领域中的“一颗最亮的星”。那么,比亚迪“刀片电池”又是怎么做到的呢?

在安全性方面,严格意义上说,比亚迪“刀片电池”就是磷酸铁锂电池,而磷酸铁锂电池在安全性方面本身就具备优势。

据相关数据显示,三元锂电池的三元材料会在200摄氏度时发生分解,远远高于800摄氏度才会让电池分解的磷酸铁锂电池。也就是说,磷酸铁锂更不容易着火,安全性更高。

而且比亚迪“刀片电池”更是做到了发扬光大。

根据比亚迪公布的,三种电池样品(三元锂电池、普通磷酸铁锂电池、“刀片电池”)针刺实验视频来看,NCM622(正极材料中的镍钴锰三种成分的比例为 6:2:2)三元锂电池在被针刺穿的一瞬间就发生了爆燃。

磷酸铁锂电池的安全性要稍微好一点,在被针刺穿的瞬间,磷酸铁锂并没有发生起火燃烧的现象,但是电池表面的温度却高达500-600摄氏度。

而“刀片电池”在被刺穿的时候,则没有异常表现,结构依旧稳定。温度传感器显示,电池表面的温度只有 60 摄氏度,安全通过针刺实验。

通过此实验不难看出,安全性上,比亚迪“刀片电池”尤为值得信赖。

此外值得注意的是,除了安全性能之外,作为磷酸铁锂电池的“刀片电池”还具备了另外一些与生俱来的优势。

首先,磷酸铁锂电池的寿命更长。

据悉,目前中国车用磷酸铁锂电池包,实验室测试循环寿命在3000次左右没问题。而实际运营当中,至少也可以达到2000次。

或许也就是这个原因,让王传福在2020年1月举办的百人会论坛上敢于说出,采用刀片电池的车辆,整车寿命可达百万公里以上。

因为,我们以比亚迪汉EV为例,其续驶里程是605km,按2000次循环计算,其寿命却是可以达到120万公里以上。

值得注意的是,2010年比亚迪在深圳投放的e6电动出租车,在2018年时就有单车行驶里程超过100万公里,并仍能正常运营的先例。

其次,便是磷酸铁锂电池的制造成本更低。

要知道,三元锂电池所必需的钴元素在我国的出量比较少,大部分靠海外进口,所以三元锂电池的成本必然居高不下。而磷酸铁锂电池所需要的原材料无需进口,供应充足,价格稳定,成本相对较低。

这对于降低纯电动汽车动力电池的成本有着关键作用。这也让人看到了,当国家对纯电动汽车完全取消退坡之后,纯电动汽车依然能够在价格上保持较高的竞争力。

由此可以看到,磷酸铁锂电池不仅安全性能无需担心,而且循环寿命和制造成本更低。因此,比亚迪“刀片电池”最需要做到的是如何提升续航里程。

比亚迪“刀片电池”如何提升续航里程

此前,在纯电动汽车刚刚兴起之时,选择搭载磷酸铁锂电池的车企和选择搭载三元锂电池的车企处于势均力敌的态势。不过,后来磷酸铁锂电池却渐渐失去了市场,市场上的纯电动汽车的动力电池,尤其是纯电动家用车的动力电池几乎被三元锂电池所“垄断”。

这其中的原因便是,相比于磷酸铁锂电池,三元锂电池在能量密度方面处于明显的领先地位,并且其可以通过镍、钴、锰(或铝)三种金属元素比例,还拥有极大的提升空间。而磷酸铁锂电池的能量密度较低,基本已经达到了理论极致。

因此,无论从消费者对续航里程需求的角度来看,还是从我国对新能源汽车补贴政策的方面来看,此前的磷酸铁锂电池并不占优。

为了解决续航里程问题,比亚迪“刀片电池” 则省去了模组的步骤,采用了 CTP(Cell to Pack,无模组动力电池包)设计思路,将电芯直接装到电池包壳体内。这种设计能够在保持电池包强度的前提下,省去横梁、纵梁以及螺栓等附件,提升电池包内部空间利用率,实现电池包总容量和能量密度的提升。

比亚迪通过 CTP 设计把电池包壳体内部的空间利用率由传统设计方式的 40-50% 提升至 60-80%。电池包总容量的提升直接导致的结果是电动汽车的续航明显提升。这也是,搭载刀片电池的比亚迪汉EV续航里程超过 600km的原因之所在。

可以看到,当比亚迪“刀片电池”的续航里程得到了显著的提升之后,似乎也让这其成为了纯电动汽车动力电池的最优解。

“刀片电池”低温行不行?实践检验说了算!

兼顾续航与安全,似乎让比亚迪的“刀片电池”成为了新能源汽车动力电池的最优解。那么,“刀片电池”真的成为了新能源汽车电池领域的“独孤求败”吗?

事实上,至少从现在来看——未必!

如果你对磷酸铁锂电池多有一些了解就会知道,就算比亚迪“刀片电池”克服了续航不足的问题,至少从目前的消息来看,也难以让其称得上无懈可击。因为,磷酸铁锂电池还存在一个问题——低温性能较差。

有研究表明,低温条件下(气温低于零下10摄氏度以下),磷酸铁锂电池经过不到100次充放电循环,电池容量将下降到初始容量的20%,基本与寒冷地区使用无缘。而在我国的冬季,却偏偏有大量的地区处于寒冷地带。

那么,对于这个问题,比亚迪“刀片电池”又是如何解决的呢?

根据刀片电池的相关专利,我们可以看到一些比亚迪的低温解决方案。例如,在论述空间利用率时提及,外围部件会占用电池包内部空间,包括液冷系统、保温材料等。

显然,从这个专利上看,太过于笼统,毕竟几乎所有的电动车,都在这几个方面在下功夫。

而关于更具体的解决方案,目前还没有官方进行正式的解答。只是比亚迪销售有限公司副总经理李云飞,在他的个人微博“不会武功的武功李云飞”上,从侧面进行了说明(详见下图)。

从这张图片可以看到,李云飞的回答十分巧妙,他并没有从专业角度进行解读,而是从市场的方向告诉所有人,“刀片电池”低温性能是值得信赖的。不过,坦白地讲,即使是这样,还是不能让人信服,因为他的解答“太侧面”了。而且更重要的是——实践是检验真理的唯一标准。

所以,比亚迪“刀片电池”低温续航如何。或许,对于深处北方的消费者来说,购买比亚迪汉EV之前,可以多多关注媒体对这款车冬季续航的评测。汽场买车APP也将在未来,为您带来关于这款车的评测报告。

而除了低温续航性能之外,目前,比亚迪“刀片电池”还有一个十分关键的未解之谜摆在所有用户眼前——维修成本。

由于“刀片电池”的电芯既是能量体,又是结构件。因此,当100多个电芯直接固定在底壳托盘上之后,势必会让人感到,如果某块儿电芯出了问题,是否需要更换整块电池PACK。由此也产生的维修成本,显然要比单独更换一个模组高得多。

这就要看比亚迪如何解决这个问题。

写在最后

如果一台纯电动汽车没有充足的续航里程,它最多只能算是短途的代步工具;如果在安全方面没有保障,它注定将成为“定时炸弹”。

由于特性的原因,现有的三元锂电池虽然能够提供充足的续航里程,但是很难在安全性方面有更多的保障;此前的磷酸铁锂电池,虽然在安全性方面有所保障,但是不能在续航里程上有所建树。

兼顾续航与安全,在过去很长一点时间内,已经成为了纯电动汽车继续发展的拦路虎。

所以,比亚迪推出的“刀片电池”很可能会对整个新能源汽车行业的发展起到重大推动意义。

当然,我们也不得不说,从目前的信息来看,“刀片电池”并非无懈可击。因此,虽然它很牛。但是,还有一些问题值得我们持续关注。

来源:盖世汽车大V说 作者:汽场 *本文由盖世汽车大V说专栏作者撰写发布。专栏作者为本文的真实合法性和中立性负责,观点仅代表个人,不代表盖世汽车。如需转载请联系专栏作者。

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