截至今年9月份,國內(nèi)電動車銷量已經(jīng)增長了212%,電動車的批發(fā)滲透率也已經(jīng)突破了20%大關(guān)。而且最近油價上漲還來了一波神助攻,電動化的趨勢似乎已經(jīng)不可阻擋。
以前買燃油車,大家喜歡說“買發(fā)動機送車”,畢竟發(fā)動機是燃油車最核心的部件。而到了電動化時代,似乎電池技術(shù)成為了競爭的關(guān)鍵。誰的電池更耐用、續(xù)航更強、安全性更好,那優(yōu)勢也就更大了,因此現(xiàn)在大家開始提“買電池送車”了。
哪些車企的電池技術(shù)比較領(lǐng)先呢?它們有哪些獨門科技呢?讓功夫汽車帶大家一起看一下。
(1)特斯拉,將圓柱形電池玩出花
2017年,特斯拉做了一件“石破天驚”的事。它新推出的2017款Model S,一舉將純電續(xù)航里程提升到了579km,這也是主流電動車第一次將續(xù)航做到500km+。這還不算完,緊接著特斯拉又推出了Model 3,作為一款“平民”級別的車型,也將續(xù)航做到了550km。
當(dāng)時普遍認為電動車的續(xù)航極限就是500km,并且車企們的動作也“佐證”了這一點,似乎大家最多就只能做到480km左右了。因為電池越大,增加的電池容量大部分都會用于運輸電池本身,一般的家用電動車想做到500km的續(xù)航,似乎遙不可及。
而特斯拉解決這一點,靠的正是它的圓柱形電池。當(dāng)時的動力電池主要有兩個流派,分別是寧德時代、三星SDI推崇的方形電池,以及LG化學(xué)、萬向A123推崇的軟包電池。但特斯拉覺得它們都不是最優(yōu)解,因為方形電池固定困難、能量密度低,軟包電池則易漏液、一致性差。
特斯拉找了個“跨界”合作對象,那就是松下,采購它的18650圓柱形充電電池。這種電池本身并不是電動車用的電池,也就跟5號電池差不多大小,要幾千組才能滿足電動車的續(xù)航要求。但優(yōu)點是能量密度高、一致性好、工藝成熟。這種想法實在太過大膽,以至于很多人都覺得不可能實現(xiàn)。
但結(jié)果是特斯拉確實搞定了,它的電池管理系統(tǒng)采用了極具創(chuàng)新性的液冷式設(shè)計。將冷卻管道曲折布置在動力電池中間,冷卻液在管道內(nèi)部流動為幾千組電池散熱。它還采用了雙向流動的流場設(shè)計,冷卻管道端部既是進液口、也是出液口,電池和管道之間填充電絕緣,讓散熱從線接觸轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼佑|。
正式通過這種近乎“笨拙”的設(shè)計,特斯拉大幅提升了動力電池的續(xù)航,并且做到了更長的使用壽命。最近特斯拉又推出了新型的4680電池,這種電池的單體容量是18650的5倍,特斯拉通過無級耳的設(shè)計讓它的充電速度保持不變,從而獲得了更多的續(xù)航增益。
總的來說,特斯拉解決問題的思路極大地開拓了車企對動力電池的探索。
(2)比亞迪,刀片一出安天下
比亞迪是最早開始造動力電池的廠家之一,2003年比亞迪就已經(jīng)成為全球第二大充電電池生產(chǎn)商,同年組建了比亞迪汽車,可以說比亞迪是造電池起家的。
但2017年特斯拉續(xù)航突破500km之后,比亞迪也感受到了前所未有的壓力。因為比亞迪最擅長制造磷酸鐵鋰電池,這種電池相比于三元鋰電池壽命更長、安全性更好,但同時能量密度是不如的。怎么讓磷酸鐵鋰電池的續(xù)航也突破500km,比亞迪的答案是“刀片電池”。2020年3月,比亞迪“刀片電池”正式發(fā)布,極大地改變了新能源行業(yè)對三元鋰電池的依賴。
“刀片電池”最大的特點其實是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,既然磷酸鐵鋰電池本身的能量密度很難改變,那就取長補短改變它的結(jié)構(gòu)?!暗镀姵亍痹诔山M時直接跳過了“模組”這一概念,將電芯的厚度盡量減薄,并加大了電芯的長度,做成了“刀片”狀,利用典型本身的結(jié)構(gòu)強度來承壓。因為“干掉”了模組,“刀片電池”成功在同樣的空間內(nèi)裝入了更多的電芯設(shè)計,體積利用率大大提高。
同樣的體積下,“刀片電池”相較傳統(tǒng)電池包體積利用率提升了50%,達到了三元鋰電池同樣的能量密度,真可謂是另辟蹊徑。關(guān)鍵是“刀片電池”還繼承了傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的高安全性,不僅強度出色,即使是短路時也能做到產(chǎn)熱少、散熱快,甚至在“針刺試驗”中都有出色的表現(xiàn)。
以比亞迪漢EV為例,它的純電續(xù)航里程達到了605km。而且比亞迪給出了近乎“變態(tài)”的質(zhì)保政策,首任車主三電系統(tǒng)終身質(zhì)保,動力電池衰減20%就可以申請免費更換,可見它對這款新型電池的信心。
如果說特斯拉讓車企們看到了電池?zé)峁芾淼闹匾?,那比亞迪就讓車企們意識到了電池CTP技術(shù)的魅力。
(3)長城,大禹電池“堵不如疏”
今年6月份,長城在自家科技節(jié)上首次發(fā)布了“大禹電池”,它雖然采用的依然是三元811大容量高鎳電芯,但是在電池包內(nèi)任意位置電芯熱失控,均能實現(xiàn)不起火、不爆炸。這就非??鋸埩?,因為這兩年811三元鋰電池出事的并不少,長城何以有這樣的自信呢?
“811”其實指的是電池正極材料鎳、鈷、錳三種元素的比例分別為8:1:1,這種電池最大的特點就是鎳含量高、鈷含量低,既降低了成本,又有不錯的能量密度。但缺點也非常明顯,高比例鎳元素讓它的熱穩(wěn)定性非常差,極端情況下甚至?xí)鸹?、自燃。各大廠家運用各種隔熱材料對它進行“圍追堵截”,但是效果并不算好。而長城的做法則是反其道而行之,就像大禹治水一樣,“堵不如疏”。
“大禹電池”融入了8項全新的設(shè)計理念,分別是“雙向換流、熱源隔斷、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、正壓阻氧、自動滅火、智能冷卻”。簡言之就是通過自己的設(shè)計,讓熱失控的電池迅速將熱量迅速排出,阻止氧氣進入家具熱反應(yīng),并且有智能冷卻的功能。這種動力電池在加熱到熱失控的過程中,最高溫度已經(jīng)超過了1000度,仍然能做到無起火無爆炸,而且排出的煙氣溫度還能控制在100度左右,確實夠強悍。
目前長城已經(jīng)將大禹電池的超過60項專利向全社會開放,目的也很明確,那就是為新能源汽車用戶帶來更好的用車體驗,讓大家不用再戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢了??磥砼c特斯拉一樣,長城同樣也是胸懷大志的。
(4)功夫拍案
目前電動車的發(fā)展,主要的瓶頸其實就是動力電池。如果電動車能夠15分鐘充滿,一次性續(xù)航800km,同時價格還便宜,那還有燃油車什么事呢?但很可惜這項技術(shù)還沒有完全打通,或者有可能永遠也打不通。
但好消息是,通過特斯拉、比亞迪、長城們前赴后繼的努力,我們的電動車確實變得續(xù)航越來越長、價格越來越低、安全性越來越好,它們對于動力電池發(fā)展的推動也是顯而易見的。
“買電池送車”,你最信賴哪一家呢?
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