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磷酸鐵鋰與鎳鈷鋁電池之局

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年05月31日  

  在電機(jī)、控制技術(shù)有據(jù)可循、日趨成熟之時(shí),電動(dòng)車最難破解的困局以及最大的比拼都來自于電池技術(shù)。電動(dòng)車的未來,代表著寂靜、忍耐。但浪尖上的中西方代表:比亞迪與特斯拉,卻有話要說。

  特斯拉在早期Roadster電動(dòng)跑車上,采用了體積甚小的18650鈷酸鋰電池,這種電池通常被用在手機(jī)、筆記本電腦等小型電器上。它最大的特點(diǎn)是擁有非常高的能量密度,幾乎達(dá)到170瓦時(shí)/千克。但是其熱穩(wěn)定性同時(shí)飽受詬病,在180度左右就會(huì)出現(xiàn)分解現(xiàn)象并產(chǎn)生氧氣。

  后來,特斯拉為了折中能量密度、功率密度以及安全性,在ModelS車型上使用了改性三元電池鎳鈷鋁電池,使其電池總數(shù)達(dá)到了8000多節(jié),比Roadster多出1000多節(jié),但是成本卻下降了三成。盡管如此,十分有限的循環(huán)次數(shù)依然成為桎梏此類電池在電動(dòng)車上應(yīng)用的難題,以每兩天一次的充電頻率計(jì)算,大概在三到四年之后,電池就將壽終正寢。

  特斯拉對(duì)此的解決方法是,提供“無過失”電池保修政策,即只要不是人為損壞、碰撞事故造成的電池?fù)p毀,都可以得到八年免費(fèi)質(zhì)保。且當(dāng)電池壽命到期后,特斯拉將承擔(dān)電池的回收與換新。這樣的政策會(huì)隨著入門級(jí)車型的推出、銷量的增加為特斯拉帶來非常大的壓力。這或許也是其準(zhǔn)備籌建世界上最大的電池廠的原因之一。

  相比之下,比亞迪所采用的磷酸鋰鐵電池是目前應(yīng)用更為廣泛的電池。它的優(yōu)勢(shì)在于熱穩(wěn)定性很高,在600度時(shí)結(jié)構(gòu)依然比較穩(wěn)定,同時(shí)因?yàn)槿齼r(jià)鐵離子并不活潑,很難再發(fā)生化學(xué)變化,這令其壽命相對(duì)較長,理論上能夠大于整車壽命,長期使用的成本較低。同時(shí),磷酸鋰鐵電池的功率密度比較好,可以大倍率放電,有良好的加速性能。

  但是,相對(duì)于三元鋰電池,磷酸鋰鐵電池的能量密度并沒有優(yōu)勢(shì),大約在100~110瓦時(shí)/千克,這導(dǎo)致在重量相同的條件下,其續(xù)航里程較短,想要取得更高的續(xù)航里程,就難免需要增加電池重量,提高成本。

  綜合性能來看,并非所有企業(yè)都有特斯拉的軟件能力、電池管理能力,所以磷酸鋰鐵電池還是被更多看好、更為務(wù)實(shí)的電池種類。這或許也是通用準(zhǔn)備采用磷酸鋰鐵電池的原因之一。

  因?yàn)殡姵厮邆涞奶攸c(diǎn),特斯拉在其電池排布、熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)上進(jìn)行了非常深入的設(shè)計(jì),以保證每個(gè)電池單元都在監(jiān)管之下,其狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠被隨時(shí)反饋、處理。對(duì)于單個(gè)體積很小的電池單元,特斯拉將其獨(dú)立封閉在鋼制隔間里,同時(shí)液冷系統(tǒng)可以具體到為每一個(gè)電池單元進(jìn)行冷卻,降低彼此的溫差,也相對(duì)降低了電池自燃的風(fēng)險(xiǎn)。

  而特斯拉曝出事故,原因大體來自于電池包穿刺之后造成的動(dòng)力線局部短路。目前特斯拉還不能解決電池包被沖擊力極端破壞下產(chǎn)生燃燒爆炸的情況,只是高強(qiáng)度的保護(hù)為車主逃生爭取到了更多時(shí)間。

  事實(shí)上,這幾乎是電動(dòng)車潛在的共通隱患,對(duì)于電池管理系統(tǒng)的功用提出了非常高的要求。除了日常對(duì)于電池溫度、工作狀態(tài)的監(jiān)管,還需要在溫度迅速改變、或發(fā)生極端碰撞時(shí)立刻切斷高壓線路。而熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)的升級(jí)也會(huì)縮短電池充電時(shí)間,帶來更高的充電效率。

  除此之外,低溫環(huán)境下如何保障電池充電及使用效率,是從事電動(dòng)車研發(fā)、生產(chǎn)的企業(yè)需要解決的問題。

  另外需要一提的是,特斯拉一直推廣的是純電動(dòng)車產(chǎn)品,而其走高端路線、由高到低的產(chǎn)品思路,也從側(cè)面反映了市場(chǎng)對(duì)于電動(dòng)車的包容性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

  比亞迪未來打算推廣的“雙擎雙模”汽車,實(shí)際上也是為了在電動(dòng)市場(chǎng)真正打開之前,能夠推廣插電式混動(dòng)汽車作為過渡產(chǎn)品。相對(duì)于傳統(tǒng)汽油車,混動(dòng)汽車更加省油,并且減小了電池用量,考慮到新能源車的政策補(bǔ)貼,購車成本也得到了下探,這是符合比亞迪平民化路線的產(chǎn)品思路。

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