蒹葭苍苍,白露为霜。
所谓伊人,在水一方。

与宁德时代互怼之后,比亚迪又做了一场针刺实验

比亚迪刀片电池(新一代磷酸铁锂电池)的出现,或将促成国内动力电池新格局。

价格昂贵一直是动力电池的软肋,比亚迪凭借刀片电池,将成本进一步压缩。未来汽车日报受邀参观比亚迪旗下弗迪电池重庆工厂时,弗迪电池副总经理孙华军表示,刀片电池的成本至少将低于600元/kWh。

此前,据路透社援引知情人士消息,比亚迪的“宿敌”宁德时代磷酸铁锂电池包成本接近100美元/kWh(约合人民币708.5元/kWh)。经测算,假设比亚迪将50%的动力电池换为刀片电池,将节省12.8亿元成本。

不仅如此,刀片电池在续航方面也可比肩三元锂电池,按照规划,搭载刀片电池的电动汽车续航里程有望达到700—800公里。

中信证券预计,2020年刀片电池将带动磷酸铁锂电池需求回暖。

不过,近1米长的刀片电池如何适配其他车型?刀片结构设计是否只能用于磷酸铁锂材料?低温状态下其性能能否与三元锂电池媲美?这些疑问,孙华军在工厂参观结束后的媒体沟通会上一一作了解答。

创新点在于结构

长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米的单体电池,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,成组时跳过模组和梁,减少了冗余零部件,形成类似蜂窝铝板的结构,这便是比亚迪的独门秘籍——刀片电池。

从提出刀片电池的概念到量产下线,比亚迪花了近2年时间。从仿真设计到手板样件、模具样件、OTS样件、小批量试制样件,经过四轮验证测试后刀片电池才得以批量生产。

“将近1米长的极片,能够将公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率能达到0.3s/pcs的精度和速度,属于全球首创。”孙华军表示,这种叠片采用比亚迪完全独立自主研发的裁切方案,旁人无法复制。

“为什么我们会把电池做到1米?”孙华军透露,这是为了解决磷酸铁锂电池的体积能量密度低的问题,要把电池内部空间利用到极致,“大家都认为570mm已经很极致了”,但是从2008年开始比亚迪就一直在研究,如何解决电池长宽比从3:8发展到10:6带来的阻耗问题、电路密度以及快充问题。

与宁德时代互怼之后,比亚迪又做了一场针刺实验

2008-2020年比亚迪电池结构调整 来源:比亚迪

相比上一代动力电池,刀片电池的零件数量从1236件减少至756件,不仅体积能量密度有所增长,利用率也由原先的40%增长至60%。

孙华军表示,刀片电池减少了三元锂电池因电池安全和强度不够而增加的结构件,从而减少车辆的重量,“因此,(刀片电池的)单体能量密度虽然没有三元锂电池高,其续航能力却可与主流三元锂电池媲美”。

从专利图来看,刀片电池长度可在600mm—2000mm之间改变,且与电池包宽度一致,因此刀片电池几乎覆盖了所有乘用车的电池包宽度尺寸。而且,刀片电池也支持有模组的电池包,能兼容更大型号的车辆。

与宁德时代互怼之后,比亚迪又做了一场针刺实验

比亚迪刀片电池专利图 来源:比亚迪专利CN201911012284

单个刀片电池内,包含多个容纳腔,每一个容纳腔包含一个极芯,容纳腔通过隔板隔开。看上去就如同几个电芯组成一个串联模组。基于这种内部多容纳腔与极芯的设计,业内人士推测,比亚迪可以通过增减容纳腔的数目,来调节刀片电池长度,灵活多变。

基于此,刀片电池几乎可适用于任何一款车型。

除此之外,刀片电池最大的看点在于结构创新,包括三元锂在内的其他电池材料,未来都有可能采用这一结构。孙华军假设,“三元锂电池做成刀片电池可能体积密度更高,(续航里程或许能达到)700-800公里”。

磷酸铁锂电池要翻身?

由于磷酸铁锂电池的能量密度不及三元锂电池,此前,车企更偏爱后者,使磷酸铁锂电池在上一轮技术路线之争中败下阵来。不过,最近磷酸铁锂电池又得到政策倾斜。日前,工信部颁布的三项电动汽车强制标准中对热失控的要求,开始倾向抗高温性能及安全性远高于三元锂电池的磷酸铁锂电池。

孙华军表示,由于磷酸铁锂材料本身具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气、不易起火等优势,“即使在500℃高温下,磷酸铁锂材料的结构都非常稳定,但三元锂材料在200℃左右就会发生分解,且化学反应较剧烈,会释放氧分子,更容易引发热失控。”

未来汽车日报参观工厂时,比亚迪在现场做了一次针刺实验。未来汽车日报(ID:auto-time)观察到,三元锂电池被针刺后,0.5秒内就会发生剧烈的放热反应,瞬间起火爆炸。刀片电池被刺后出现冒烟情况,但没有起火和爆炸。

与宁德时代互怼之后,比亚迪又做了一场针刺实验

针刺实验现场 摄:未来汽车日报

在低温表现方面,磷酸铁锂电池向来逊于三元锂电池,不过孙华军表示,正常情况下搭载刀片电池的比亚迪汉,在零下十度以下仍能放出常温下90%的电,放电功率与三元锂电池基本持平。这是因为,在刀片电池内部,底层有保温材料,上面有热管理系统,上层还有保温棉。

与宁德时代互怼之后,比亚迪又做了一场针刺实验

刀片电池热管理系统 来源:比亚迪

2020年,刀片电池包能实现续航600公里,孙华军透露,比亚迪内部有非常明确的长期技术规划,预计基于刀片电池结构打造的磷酸铁锂电池包能量密度将有所提升,2021-2022年搭载刀片电池的电动汽车续航里程有望达到700—800公里。

此外,刀片电池33分钟可将电量从10%充到80%、支持电动汽车百公里加速达到3.9秒、循环充放电超3000次、可保证电动汽车行驶120万公里。

据孙华军介绍,刀片电池基本能实现一年建设、两年满产的目标。目前产能为3-4GWh,2020年计划提高到10GWh,2021年有望出货12GWh。

目前,还处于产能爬坡阶段的刀片电池已经吸引到大批用户,“几乎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”。孙华军透露,目前刀片电池已与一家国际品牌达成合作,2022-2023年将为一家自主车企批量供货。

【来源: 36氪】

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