比亚迪从现在开始才转入三元锂电池,是否意味着比亚迪的电池技术已经落后?
转入三元锂电池,并不是说它的电池技术已经落后了,比亚迪电池技术目前来讲还是在国内还是领先的那个状态,三元锂电池的话,目前来讲仍在车上,还是比较平稳的,所以对于比亚迪来讲,从大局上面进行考虑的
比亚迪:稳步推进电池技术进步 三元电池能量密度达160wh/kg
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导语
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在能量密度方面,今年比亚迪三元电池的能量密度达到160wh/kg,磷酸铁锂电池的能量密度最高可以做到140wh/kg。
11月18日,比亚迪(002594)在与投资者交流互动时透露,2019年,比亚迪商用车使用的是磷酸铁锂电池,乘用车使用的是三元电池,在这两个技术领域会持续投入研发,稳步推进电池的技术进步。
在商用车领域,公司目前积极推动专用车的电动化。同时,近年来公司推出电动重卡,并首先在深圳开始推广。
在能量密度方面,今年比亚迪三元电池的能量密度达到160wh/kg,磷酸铁锂电池的能量密度最高可以做到140wh/kg。
此外,11月7日,日本丰田汽车公司与比亚迪股份有限公司就成立纯电动车的研发公司签订合资协议。新公司将于2020年在中国正式成立,丰田与比亚迪各出资50%。新公司将开展纯电动车及该车辆所用平台、零件的设计、研发等相关业务。
比亚迪表示,合资公司设计、开发的产品将充分使用比亚迪现有的电动平台技术及电动零部件供给,并融入丰田的品质及安全控制标准要求。合资公司设计、开发的纯电动汽车可以使用丰田品牌,双方希望通过开发和普及受消费者喜爱的纯电动车,努力满足消费者需求。
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“硬刚”三元锂电池!比亚迪“刀片电池”究竟倒逼了谁?
文:汽车日报 张屹鹏
[汽车日报 行业] “将倒逼整个新能源汽车行业作出改变!”
面对标题中的问题,不久前刚刚当选《财富》(中文版)年度中国商人的比亚迪集团董事长兼总裁王传福,给出了十分霸气的答案。
比亚迪集团董事长兼总裁王传福
3月29日,比亚迪宣布推出“刀片电池”。在过去一段时间里引发行业大肆关注后,这个比亚迪引以为傲的电池技术终于有了正式“名分”。
“垂直整合是被逼出来的”、“将倒逼整个新能源汽车行业做出改变”、“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”发布会上,让人眼花缭乱的特效抢到了镜头,却抢不过王传福口中一条条“金句”的风头。
“刀片电池”,这到底是什么?简单而言可以用一句话来描述:“刀片电池”的很多电芯,既是能量体又是结构件,电池包内的空间利用率显著提升,在采用磷酸铁锂正极材料后,更高的产品稳定性和更低的故障率随之而来。
若精简为三个关键词,即“梁”、“蜂窝铝板”、“磷酸铁锂”。
首先,“刀片电池”之所以可以诞生,功劳簿里得写上“空间利用率概念”。众所周知,传统电池包是先将多个电芯组成模组,然后将多个模组结合在一起,便成了电池包。
这样的做法像把双刃剑,为了加强内部强度,传统电池包内包含有大量结构件,模组的重量高达几百公斤,电芯在电池包内部实际的空间占用率只有40%左右,专家们只能通过各种方法压缩模组的体积和重量,以增加系统能量密度,从而提升车辆续航里程。
比亚迪的研发人员非常清楚,结构件的作用是起到必要的固定和支撑作用,但如果不“去掉”模组和梁,改善空间利用率将变得非常困难。
于是,“刀片电池”内的电芯被固定在了梁上,从而摇身一变增加了一重结构件的身份。经过重新设计的电芯由于形状类似刀片,扁而长,所以将其取名为“刀片电池”。
省去了大量结构件后,相较传统的有模组电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,体积能量密度得到增加,续航里程达到了高能量三元锂电池的同等水平。
对于电芯的新身份,比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙举了一个生动的例子,如果用两手握住一个刀片的两端,沿着较大的面进行弯折会很容易,但若换个角度立起来,弯折就变得非常困难。“一般传统的电池有4-5根梁,‘刀片电池’有100根电池/梁,由他们组成的电池堆强度会非常强。”
同时,“刀片电池”还借鉴了蜂窝铝板的原理,在电池堆的上下两面贴上了两片高强度板,结构强度得到了进一步提升。
但是要说明的是,相对于宁德时代的CTP无模组方案,比亚迪“刀片电池”的电芯经过了重新的设计,而宁德时代CTP则是在原有电芯规格不变的基础上进行创新。
除此之外还有一点很关键,即磷酸铁锂。
“刀片电池”的正极材料采用了磷酸铁锂,由于不含非常稀有的钴元素,磷酸铁锂电池的成本较三元锂电池更低,安全性也更高。但是一直以来,由于缺少活性更强的元素,磷酸铁锂电池的能量密度是一大短板,这也让其与三元锂电池的竞争中逐渐处于落后地位。
王传福对此没有进行掩饰,他坦言,“这两种路线之争,比亚迪一直坚持做的磷酸铁锂电池被三元锂电池抛在了身后,但我们从未放弃对磷酸铁锂电池的再研发,”作为比亚迪的掌门人,他多么希望能够完成对三元锂电池的逆袭。
由于空间利用率大幅提升,能量密度便有了保证,这让比亚迪可以安心的让磷酸铁锂正极材料完成回归。在何龙看来,磷酸铁锂电池具有放热启动温度高、放热慢(温升慢)、产热少、分解不释放氧气等特点。
凭何敢喊出“改变整个行业”?不久前,一条关于“刀片电池”通过针刺穿透测试的视频出现在网络上。随着纯电动车起火事件频出,针刺穿透测试变成了一项非常必要的测试方式,且被行业内公认为对电池电芯安全性最为严苛的检测手段。这项测试的原理是,用一根3到8毫米的钢针将动力电池电芯刺穿,造成电芯内部的大面积短路。
很多三元锂电池在该测试下,会出现剧烈的温度变化,表面温度甚至会迅速超过500摄氏度,并发生极端的热失控。根据比亚迪的测试,即使是传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后,虽然无明火,但也会冒烟,表面温度会达到200~400摄氏度。
但是,比亚迪“刀片电池”在穿透后却无明火,无烟,电池表面的温度仅有30-60摄氏度左右,电池表面的鸡蛋无变化,仍处于可流动的液体状态。对此中国科学院院士欧阳明高分析称,“刀片电池的设计使得它在短路时产热少、散热快。”
另外,“刀片电池”还进行了挤压测试,从挤压到到断裂,“刀片电池”出现了冒烟但并未起火爆炸。而在炉温测试中,“刀片电池”被加热到390摄氏度未起火。在过充测试中三级保护全部失效的情况下,过充260%未出现起火爆炸。
所以,比亚迪的自信来源显而易见:安全。
有数据统计,如今新能源汽车起火案例中,约有58%的起火原因是因为电池起火。这样的大背景下,“刀片电池”给了比亚迪倒逼整个行业的机会。据王传福先生透露,“刀片电池”将率先在比亚迪汉上搭载应用,其他车型暂无规划。据悉,比亚迪汉将于今年三季度上市。
拔出的剑是“刀片电池”,拔剑的方式是开放。
3月16日,比亚迪宣布成立弗迪公司,分别是弗迪电池有限公司、弗迪视觉有限公司、弗迪科技有限公司、弗迪动力有限公司、弗迪模具有限公司。比亚迪希望,借此进一步加快新能源汽车核心零部件的对外销售。
“刀片电池”是弗迪电池成立后的第一款重量级产品,独立后其将拥有更多的自主权,无疑也会更有助于加快全球电动化的普及。“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息。”何龙说道。
写在最后:如果放在几年前,“刀片电池”的出现也许不会引发业内如此大的反响。时至今日,很多新能源车企在不约而同的“攀比”续航里程,这也导致了安全性被悄然移到了次要位置,行业的技术发展方向出现了偏离,“‘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。”王传福此言能否得到验证,接下来的开放程度、效果将是关键,但不可否认的是,无模组电池已成为动力电池新的重要发展趋势,磷酸铁锂正极材料也会随之逐步回归市场。