“‘刀片電池’體現了比亞迪徹底終結新能源汽車安全痛點的決心,更有能力將引領全球動力電池技術路線重回正道,把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典裏徹底抹掉。”比亞迪董事長兼總裁王傳福在刀片電池發布現場如是說。
誠然,電動車動力電池的安全性是消費者購買電動車時最關心的方面,但是目前無論是搭載磷酸鐵鋰電池的電動車,還是搭載三元鋰電池的電動車都出現過自燃等事故。因此在王傳福喊出這般話後,很多人會疑問,刀片電池到底有何突出表現,能讓王傳福有這種自信把“自燃”這個詞從新能源汽車的字典裏徹底抹掉。
什麽是刀片電池?
在回答安全性這個問題之前,首先來看壹下什麽是刀片電池。
說到刀片電池,其實際本質上仍是磷酸鐵鋰電池,其是將電芯做成了“刀片”的形狀,形狀更扁平,更窄小。同時,“刀片”的長度可以根據電池包的尺寸進行定制,最長可以做到2米多,電芯通過堆棧式擺放,就像“刀片”壹樣插入到電池包裏,而這也這讓刀片電池在成組時可以直接跳過模組,直接組成電池包。
需要註意的是,傳統電池由電芯組裝成為模組,再把模組安裝到電池包裏,最終形成電芯、模組、池包的三級裝配模式,而據比亞迪副總裁、弗迪電池董事長何龍介紹,這樣的結構使得電池包的空間利用率只有40%。
而比亞迪刀片電池這種將電芯直接集成為電池包的方式則省去了中間模組環節,提高了電池包空間利用率。何龍稱,刀片電池電池包空間利用率超過60%,相比傳統電池空間利用率提升50%,而這也意味著電池的續航裏程提升50%。
值得壹提的是,之所以目前普通的磷酸鐵鋰不再受青睞,其因為其能量密度要低於目前主流的三元鋰電池,因此相應的車輛需要也要短壹些。而此次發布的刀片電池的體積能量密度與主流三元鋰電池持平,在相同體積下所儲存的電量也相差無幾,因此相應的車輛也有不錯的續航表現。
相比現有電池更安全?
可以看出,跳過模組的刀片電池與目前主流的三元鋰電池在續航方面表現接近,那刀片電池相比三元鋰電池以及普通的磷酸鐵鋰電池在安全性方面到底有何優勢呢?
何龍介紹道,在安全方面,磷酸鐵鋰電池本來就具備放熱啟動溫度高、放熱慢?、產熱少、不釋氧等特點,而刀片電池則繼續增強了電池包的強度,通過選擇蜂窩鋁板結構,使電池組成電池堆,整體電池包的強度不降反升。
除此之外,由於去掉了模組這壹層中間結構,使得電池系統的復雜度大幅下降,由此也帶來了更高的產品穩定性和更低的故障率,何龍解進壹步釋道。
以目前行業內公認的對電池電芯安全性最為嚴苛檢測手段的為例。三元鋰電池在被針刺穿的壹瞬間就發生了爆燃,溫度超過500攝氏度。而普通磷酸鐵鋰電池的安全性要稍微好壹點,在被針刺穿的瞬間,磷酸鐵鋰並沒有發生起火燃燒的現象,但是電池表面的溫度卻高達400攝氏度,雖然沒有明顯的起火,但是這種高溫可以快速的引燃附近的可燃物,進而引發大火。
相比之下,刀片電池的表現則最為搶眼。當刀片電池在被刺穿的時候,沒有任何的異常表現,甚至連冒煙都沒有,結構依舊穩定。通過溫度傳感器顯示,電池表面的溫度只有60攝氏度。
對於比亞迪刀片電池在針刺實驗中的表現,中國科學院院士歐陽明高分析指出,刀片電池的設計使得它在短路時產熱少、散熱快。
續航和動力影響如何?
事實上,除了安全之外,比亞迪此次發布的刀片電池還具有高電壓放電能力,能夠為純電動汽車提供更強勁的動力輸出和加速能力。
以即將發布的比亞迪漢EV例,其搭載刀片電池的首款車型,而配合全球首次量產應用的“高性能碳化矽MOSFET電機控制模塊”之後,漢的0-100百公裏加速僅需3.9秒,成為“3秒俱樂部”新成員。據悉,漢EV采用高電壓平臺設計,刀片電池輸出電壓達到570伏,在熱管理系統的配合下,峰值電流可達800安。
此外,上文也提到,刀片電池的體積能量密度與主流三元鋰電池持平,因此其也具有長續航的能力。據悉,搭載刀片電池的漢EV綜合工況下的續航裏程達到605公裏,其已經完全可以滿足普通消費者的需求。
與此同時,使用磷酸鐵鋰電池還可以大幅減少對於稀土資源的依賴和占用。相比之下,三元鋰電池則對鈷有著強烈的需求,因為鈷能夠為化學結構帶來熱穩定性和高能量密度,而鎳元素比例的提高也可以提高能量密度。
可以看出,刀片電池在磷酸鐵鋰電池特性的基礎上,讓安全性再進壹步,同時新的結構布局也提升了磷酸鐵鋰電池的容量能量密度,讓其有了與主流三元鋰電池壹較高下的能力。
據何龍介紹,目前幾乎能想到的所有汽車品牌,都在和比亞迪探討基於刀片電池技術的合作方案,而此後刀片市場變現如何,又真的能否將“自燃”這個詞從新能源汽車的字典裏徹底抹掉,我們拭目以待。
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