比亚迪刀片电池惹争议:是新能源汽车领域创新还是谎言?
“刀片电池”正在新能源汽车领域一石激起千层浪。
近日,比亚迪(002594.SZ)董事长兼总裁王传福在中国电动汽车百人会论坛(2020)上谈到,比亚迪开发的“刀片电池”是新一代磷酸铁锂电池,将于今年首次量产。“刀片电池”在体积比能量密度上比传统铁电池提升了50%,具有高安全、长寿命等特点,整车寿命可达百万公里以上。比亚迪“汉”将是全球首款搭载“刀片电池”的车型,该车型有望于今年6月上市。
比亚迪将推出“刀片电池”这个拥有300多项核心专利、续航里程可达到600公里的全新一代电池, 此消息一传出,近日来在业内不断发酵。本周一和周二,比亚迪的股价应声大涨,涨幅达13.55%。不过,今日(1月15),比亚迪股价有所回落,收盘价为53.31元,微跌0.24%。
对于比亚迪的“刀片电池”,业内有不同的声音。国际投行研究报告认为,这300项核心专利是比亚迪撒谎,其理由是,在电池方面,无论是比亚迪的铁电池还是三元电池,核心专利都在欧美国家,中国没有核心专利。再者,就刀片电池而言,申请的是实用新型专利,而非技术专利。
对此,比亚迪方面今日接受第一财经记者采访时回应称,在刀片电池领域,比亚迪申请专利320多项,其中大部分为发明专利,这些专利优先在国内申请,海外专利也在同步申请中。比亚迪作为全球最大的电池厂商之一,在电池领域的专利超过4000项,不存在核心专利在欧美厂商的情况。
比亚迪方面还谈到,刀片电池的能量密度提升不仅来自电芯的尺寸和pack的优化,更有电芯及内部的设计及生产工艺的革新,并称计划在3月将举办技术解析会,将会对刀片电池技术进行详细的介绍。
动力电池专家吴辉今日接受第一财经记者采访时谈到,刀片电池不是从材料上的突破,只是从电池结构设计上创新,可能会提高电池包之后的效率,比如提高电池包体积能量密集和质量能量密度,但对单体能量密度提高是没有太大意义的。
吴辉还谈到,从目前掌握的信息来看,比亚迪应该是把之前的电池做得更长更薄,在电池结构设计做了改变,但不是本身材料体系的创新。这类似宁德时代此前法兰克福车展上发布了CTP(Cell to Pack)技术,在电池系统结构上进行调整,提高电池包能量密度。
高工产业研究院院长罗焕塔今日接受第一财经记者采访时称,具体情况尚未了解,对此不予置评。
此外,业内也有一种观点是,刀片电池的一些数据确实令人兴奋,比如体积能量密度增加50%,寿命长达8年120万公里,成本下降30%,但这么做降低了电池的安全性:首先是,散热问题,由于电池片叠在一起,散热空间没了,尽管比亚迪做了电池组散热系统;其次是,穿刺安全问题,当汽车发生碰撞时,刀片电池当金属物件刺穿电池时容易发生短路起火。
今日,比亚迪方面接受第一财经记者采访时没有专门就此质疑进行回应。不过,在中国电动汽车百人会论坛(2020)上,王传福在现场演讲中表示,我国正处于从“传统车大国”迈向“电动车强国”的关键期,特别是未来3到5年极其关键。
新能源汽车行业在快速发展中,暴露了一些安全问题。根据《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示,2019年5~7月,新能源汽车国家监管平台共发现79起安全事故,涉及车辆96辆。
对此,王传福提出“要加强行业安全标准体系建设,涉及安全的动力电池,需要做得更谨慎一些。”
比亚迪“刀片电池”浮出水面,能量密度低于竞品?
传闻中的“刀片电池”终于浮出水面。
近日,工信部官网公布了最新一批新能源汽车推广目录(下称“目录”),其中由比亚迪汽车工业有限公司生产的比亚迪牌7009BEV1纯电动轿车位列其中,而据第一财经记者多方核实,该款汽车正是首个搭载“刀片电池”的比亚迪汉EV纯电动轿车。
此前,在中国电动汽车百人会论坛(2020)期间,比亚迪董事长王传福透露,比亚迪“汉”将是全球首款搭载“刀片电池”的车型,该车型有望于今年6月上市。
根据目录显示,汉EV车型根据配置不同,提供单电机与双电机两种续航版本,双电机版本的最高NEDC工况法续航达605公里,其适用的电池系统能量密度为140Wh/kg,而该数值略低于此前宁德时代发布并于去年投入生产的NCM811(高镍电池)的最高包体能量密度达到180Wh/kg,也低于LG化学、松下电机等海外主流电池生产商主推产品的最高系统能量密度150~180Wh/kg。
一直以来,比亚迪新能源汽车的动力电池供应自给自足,因此其电池出货量规模被宁德时代赶超。2018年,宁德时代在电池出货量是比亚迪的两倍,目前,两者差距进一步拉大。由此,“刀片电池”被外界期待成为比亚迪赶超竞争对手的重要利器。
根据比亚迪官方资料及相关专利显示,所谓刀片电池,事实上是一种比亚迪开发的长度大于0.6m的大电芯,通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”一样插入到电池包里面的一种电池设计工艺,因此取名为“刀片电池”。王传福曾透露,新一代“刀片电池”通过将电芯进行扁平化设计,不仅能够使单位体积能量密度比传统铁锂电池将提升50%,还能够使整车电池寿命可打8年120万公里以上,并计划在未来两年内规划单体能量密度提升至180Wh/kg,系统能量密度提升至160Wh/kg,由此下降单位生产成本30%。
“刀片电池”正备受争议。从目前的能量密度数据来看,刀片电池数值相较于宁德时代等企业主推的“NCM811”电池组与CTP(电芯直接集成到电池包)技术的结合有一定的差异。这是否意味着在业内一度盛传的“刀片电池”就不如竞品?
中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教向第一财经记者表示,这需要从两家公司的不同技术方式来考量,目前大多数主流电池厂采用的是“三元锂电池”,而比亚迪的“刀片电池”则属于磷酸铁锂电池,两者材料完全不同,其所具有的特征也不同。
于清教称,从总体来看,磷酸锂电池在电动车推广初期使用频率较高,其具有成本较低、寿命较长等特点,且由于磷酸锂电池的失控温度较高,因此材料层面安全性能较高,目前主要用于使用环境较为复杂的商用车上;而三元锂电池在能量密度方面占据优势,此外近年来日韩动力电池企业纷纷争夺中国市场,也导致国内动力电池企业的压力增大,因此两种不同技术路线间,为了弥补自身的劣势的努力也在持续。
根据中国化学与物理电源行业协会的数据显示,目前国内三元锂电池电芯报价约在0.9元/Wh左右,磷酸铁锂电池则在0.7元/Wh左右,而根据动力电池市场调研机构SNEResearch的数据显示,LG化学及SKI的每千瓦时方型电池成本相较于中国本土企业的成本所需低10%左右。为此,宁德时代在2019法兰克福车展上推出CTP(电芯直接集成到电池包)技术,省去了模组组装环节,目标将能量密度将提升10%~15%,预计成本降低约30%。
汽车行业分析师张强认为,在目前补贴明显下滑的市场背景下来看,成本自然成为各大车企必须要考虑的话题,可通过降低电池生产成本以及通过提高能量密度及续航里程来增值其产品两种途径。根据比亚迪及宁德时代两家企业给出的目标,都给出了降低30%的成本的目标,而比亚迪的刀片电池的价值在于将搭载磷酸铁锂电池的汽车续航里程提升至与三元锂电池可以竞争的水平,而这主要依赖于通过刀片扁平化的电池组设计,使电池包内塞进更多刀片电池来实现。
对于上述能量密度的争议,比亚迪销售公司总经理赵长江在其社交网站发文称,刀片电池采用的GCTP(电芯到电池包)技术,提高了继承效率,技术省去了多个软硬件的流程,因此可以使节省的成本更为乐观,这也可能导致汉EV的性价比进一步提高。
不过,张强也认为,对于刀片电池来讲,除了应当解决能量密度的考验以外,在产品设计层面及安全层面,都没有成熟的案例作为参考。另外,目前的磷酸锂铁电池的使用温度范围较低,例如低温限值只有零下20度,这也就意味着在北方地区的冬天,这辆车的适用范围严格受到限值,这对于一辆在中国这样复杂环境运行的汽车来讲,是一个缺陷。
此外,广汽新能源技术中心副部长刘太刚表示,目前无论是宁德时代还是比亚迪,在面对大众MEB平台所支撑的LG软包590模组等外资动力电池企业的压力较大,尤其是LG化学为代表的590软包模组技术工艺难度较高,以广汽新能源推出的Aion LX为例,其搭载的590模组可以使最高系统能量密度达180Wh/kg,模组的高度集成使单位成本有所下降,目前国内动力电池企业还无法完全实现。
刘太刚认为,无论是刀片电池的集成模式,还是宁德时代的CTP,都是模组高度集成的两种不同技术方式,目前来看,两种技术路线都需要有一段路要走。
比亚迪汉EV再体验:刀片电池的续航到底靠不靠谱
(文/潘昱辰 编辑/徐喆)
“我们要将自燃从新能源汽车的字典中抹去。”这可能是最近十年来,"电池大王"王传福说过最高调的一番话。这块被王传福和比亚迪承载厚望的刀片电池,以及首度搭载它的旗舰轿车汉,在这个不太平凡的上半年为汽车圈带来了太多的话题。
根据比亚迪的宣传,虽然同属磷酸铁锂电池,但刀片电池在确保化学性质稳定的同时,通过减少电池体积提升了能量密度及汽车的续航能力。此前观察者网汽车频道通过观察针刺试验,对于刀片电池的安全性能也给予了肯定。
不过,考虑到过去的磷酸铁锂电池的能量密度又普遍不及三元锂电池,电动车的续航能力又始终是消费者担忧的焦点。作为新生事物的刀片电池,在续航表现上到底有多靠谱呢?
比亚迪刀片电池
带着这样的疑问,日前,观察者网汽车频道参加了比亚迪汉EV续航挑战赛。此次行程从位于上海松江的比亚迪公司出发,最终抵达浙江安吉竹博园,全程约250km。除出发及抵达的部分路段以外,大部分为高速路况。由于电动汽车在高速路况下的能耗普遍高于城市路况,因而对于以性能著称的比亚迪汉而言又是一次颇有说服力的考验。
比亚迪汉EV
(有关比亚迪汉EV的外观、内饰、配置等静态体验,可参照《比亚迪汉EV初体验:“王炸”既出,王朝将至?》一文,在此不作赘述。)
此次试驾的仍为汉EV四驱高性能版,工信部综合续航里程为550km。而当笔者出发时汽车的续航里程尚有96%的电量,即532km的续航里程。由于影响电动车续航的变量因素众多,因而最终能耗表现与工信部综合续航里程会存在一定差异。
上午10:30左右车队正式出发,此行的第一个目的点是位于江苏苏州的沪渝高速平望服务区,距离起点约90km。
出发时还剩96%的电量
虽然还未正式入冬,不过11月中旬的气候已经带来了显著的凉意。好在出行当日的天气非常晴朗,这台比亚迪汉的空调温度也被设定在20℃左右。如果是盛夏或者严冬的话则有±5℃的浮动。
作为顶配的汉EV四驱高性能版搭载了两台永磁同步电机,前电机的最大功率为163kW,峰值扭矩330N·m,后电机性能更强,最大功率200kW,峰值扭矩350N·m。
比亚迪汉动力总成
比亚迪汉的加速性能已经无需赘述,四驱高性能版的双电机驱动带来3.9s的加速体验是所有同等价位的燃油汽车都望尘莫及的。在运动模式下轻轻一触加速踏板,整台车没有任何迟疑,便会一溜烟地窜出去。在车流量不大的高速路上能够非常轻易地完成各种超车动作,并将那些定位为运动的燃油汽车全甩在身后。
不过由于此行目的主要是评价续航能力,因而密布限速牌和探头的路况下还是不得不悠着点。在高速行驶下,比亚迪汉的NVH处理还算到位,电机在运作的过程中始终保持比较安静的状态,但在速度达到120km/h后,还是有较明显风噪传来。
比亚迪汉的底盘工作由前奔驰工程师汉斯·柯克团队完成,虽然汉EV四驱版是一台主打性能的轿车,但其调校并没有像小鹏P7等竞品那样偏运动。用他自己的话来说,其团队对于比亚迪汉的设定介于运动与舒适性之间,并非对标老东家奔驰而是奥迪。
比亚迪首席底盘设计师、前奔驰工程师汉斯·柯克
此前在场地试驾过程中,比亚迪汉在进行麋鹿测试时车身姿态尚且稳定。不过在120km/h的高速状态下,通过凹凸路面还是会有一定的跳跃感。比亚迪汉的操控性中规中矩,在运动模式下方向盘会比较厚重,阻尼感颇强,但方向盘无法做到精确回正是一大缺憾。
11:30抵达平望服务区后,比亚迪汉在全程运动模式及标准回馈下,剩余电量为75%,剩余续航里程为413km。该段行程平均电耗约为21.2kWh/100km。
运动模式完成90km行程后,电量还剩75%
第二段行程从平望服务区出发,终点为浙江湖州太湖畔的喜来登温泉度假酒店,全程约70km。此番我们将驾驶模式设定为ECO经济模式,动能回收则设定在较大回馈。
值得一提的是,在高速路况下,原先在场地试驾中无法体验的比亚迪DiPilot自动驾驶辅助系统也可以大显身手了。不同于特斯拉、蔚来等新势力,比亚迪并未将DiPilot作为主要卖点。但全车在ADAS上也做到了主要配置(比亚迪品牌称DiDAS),如紧急制动、前向碰撞预警、自适应巡航、车道保持等,通过多功能方向盘左侧按钮即可设定。
DiPilot辅助驾驶系统
比亚迪方向盘在操作的逻辑上稍显别扭。例如,在按下启动按钮之后,只能通过左侧的滚轮来调节限速,一旦按错键,自适应巡航便会退出,上手会比较麻烦。
除设定速度以外,DiDAS也可以控制与前车距离。但实际上整套系统判定的逻辑都较为保守。实际体验来看,即使设定了最短的跟车距离,比亚迪汉与前车依然保持在一个相对安全的范围内。不过在部分场景中,当比亚迪汉进行变道时,动作完成后会出现减速现象;此外,有些时候当旁侧车道有车辆经过,DiDAS在保持原有车道的基础上也会出现减速。
而作为DiPilot的最大亮点,DiTrainer教练模式通过大数据算法能够学习驾驶员驾驶习惯,能够对于驾驶员类型以及驾驶水平进行判断,并通过通知提醒以及电脑对车辆干预等方式,优化驾驶辅助系统对于行驶时的帮助。遗憾的是,该功能尚未正式开放,需通过后续OTA升级得以实现。
整个第二段行程中,笔者在高速路况上并没有踩加速踏板,全程依靠DiDAS进行辅助驾驶,抵达太湖畔时已是中午12:30。此时的汉EV高性能版所剩电量为58%,续航里程还剩322km,平均电耗为20.4kWh/100km。
虽然安吉地区多山,但境内依然建有相当里程的高速公路,使自驾游爱好者能够避开不少崎岖难行的山路。在长达90km的第三段行程中,我们关闭了DiDAS系统,重新换回手动操作。但依然保持经济模式,只是将动能回收调整为标准回馈。
令人惊喜的是,经济模式下的汉并没有带给人很肉的感受,而是以一种更加线性的方式来提升速度,一旦速度稳定在120km/h左右的高速时,两种模式下的行驶质感便相差无几了。比亚迪汉EV由于搭载了布雷博卡钳,因而其刹车表现相当出色。此外,如果动能回收设定在较大回馈,那么在不踩刹车的前提下也能取得明显的制动效果。
最终,在几乎卡着最高限速行驶,且全程且没有进行过一次充电的前提下,比亚迪汉EV于下午16:00抵达安吉竹博园,完成了250km的行程,表显尚存29%的电量、157km的续航里程。其综合电耗约为20kWh/100km,表现要优于此前试驾的搭载三元锂电池的小鹏P7四驱高性能智尊版。
最终平均能耗为20kWh/100km
以比亚迪汉EV总电量76.9kWh计算,高速路况最高时速下的汉EV四驱高性能版的理论续航里程约为385km。不过考虑到此前有约四成路段采用运动模式驾驶,以及空调、导航、音乐、座椅加热通风等诸多变量因素,如果驾驶员并非追求极致速度的性能压榨者,那么实际续航里程稳定在400-450km问题不大。如果将速度控制在100km/h左右,关闭一些多余功能,则实际续航表现还有上升空间。
而对于自驾旅游爱好者而言,充满电比亚迪汉EV四驱高性能版,依然足够支撑从上海到江浙城市,甚至安徽东南部地区的单程行驶。至于在城市日常通勤路况下本身耗电较低,且经济模式并不会给车主带来驾驶体验的过度降级,用电经济性相较高速路况应当会有显著提升,最终达到450km甚至500km也是有可能的。
此外,汉EV四驱高性能版虽然拥有强劲的加速性能,同时也是三款汉纯电车型中续航里程中最低的。但如果对动力没有较高需求的话,那么售价更亲民的两款汉EV两驱超长续航版(续航里程605km),将会是仍对电动车心存疑虑者的更好选择。另外,比亚迪汉还提供DM(插电混动)版本,彻底打消部分用户的用车焦虑。
根据比亚迪公布的最新数据,汉今年10月共计销售7475辆(含EV和DM),环比增长34.4%,自今年7月上市以来累计销量已接近2万辆。不过,目前比亚迪汉的交付量仍受限于产能,其中刀片电池的生产也是关键之一。对此比亚迪弗迪电池公司副总经理孙华军向观察者网汽车频道表示,位于重庆璧山的弗迪电池工厂至今年年底的产能可达到13GWh。随着刀片电池的产能得到进一步释放,这款国产旗舰电动轿车的市占率有望迎来新一波攀升。
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