汽车评论周磊

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刀片电池——比亚迪改变行业格局之“刀”

从今年1月份开始,比亚迪和特斯拉的股票都蹭蹭的往上涨。特斯拉是国产车型开始交付了,股票上涨好理解。那么为什么比亚迪也跟着涨呢?《车业杂谈》认为原因有二:

一、在中国电动汽车百人会上,比亚迪董事长兼总裁王传福透露,将于今年首次量产新一代的磷酸铁锂电池——刀片电池。相比传统磷酸铁锂电池,刀片电池的体积比能量密度提升了50%,而且具有高安全长寿命等特点,整车寿命可达百万公里以上。

二、有消息称,特斯拉将在国产车型上使用无钴电池,大概率为磷酸铁锂电池。而比亚迪正是最早一批研发磷酸铁锂电池的车企,积累的经验和技术成果都处于行业领先。

为何被三元锂电池压得喘不过气的磷酸铁锂电池,突然受到了两家行业巨头的青睐?或许搞清楚了刀片电池,就能对这个问题有个更清晰的认识。

刀片电池:或能颠覆电动车行业

不管是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,其原理都是通过嵌入、嵌出锂离子来实现充放电功能。而磷酸铁锂的晶格在这个过程中的体积变化很小,与钛酸锂一起被称为“零相变材料”,这就给磷酸铁锂电池优秀的循环性能提供了基础。普通三元锂电池的充电循环次数为800次左右,而磷酸铁锂电池的充电循环次数能达到2000-2500之间。所以市面上很多搭载三元锂电池的新能源汽车,在使用两三年后会发现续航下降明显,而采用磷酸铁锂电池的新能源汽车在这方面表现要好得多。

搭载在汽车上的动力电池,其安全性是不得不考虑的问题。磷酸铁锂电池的安全性表现主要有两个方面:

一、 原料上的安全。磷酸铁锂电池不含任何重金属与稀有金属,获得了SGS的无毒认证,符合欧洲RoHS规定,是绿色环保电池。不仅是生产、使用过程中无污染,废旧的磷酸铁锂电池在回收时产生的污染也较小。而三元锂电池因含有重金属和稀有元素,如何在生产和回收过程中保护环境,成了最大的难题。此外,在原材料的开采也是个难题。如今三元锂电池不能少的钴,全球储量有一半是在刚果(金),那里的人们基本是在无保护的情况下手工开采。要知道辉钴矿中含有砷,是世界卫生组织国际癌症研究机构公布的一类致癌物,其化合物三氧化二砷就是我们古代常说的砒霜。

二、 使用上的安全。三元材料在200℃以上就会分解,而且分解时会释放氧分子,从而引发剧烈燃烧,甚至爆炸。而磷酸铁锂的分解温度在750℃左右,且在分解时无氧析出,安全性表现非常出色。所以我们看到,特斯拉时不时传出自燃事件,而比亚迪却拥有15年0事故的良好口碑。

磷酸铁锂这么好,为什么现在却是三元锂电池的天下呢?关键还是续航!磷酸铁锂电池的单体能量密度偏低,目前行业内主流水平为150-180Wh/kg 。对应的,特斯拉最新使用的21700电池,单体能量密度已达到300Wh/kg。而对于乘用车来说,一个更重要的参数是系统体积比能量密度,即在有限的空间里如何承载更多的电量。遗憾的是,目前磷酸铁锂电池在这方面也没明显优势,也就是说同级别的乘用车,采用三元锂电池的车型续航往往续航更高。不管是补贴政策还是消费者购车偏好,续航里程都是最重要的参考因素之一,所以磷酸铁锂电池受市场冷落也就不奇怪了。

比亚迪的刀片电池所做的,就是继续发挥磷酸铁锂电池的优势,并补足能量密度方面的劣势。简单来说,刀片电池是种扁平的长方体电池,可根据需求灵活调整尺寸。相较“电芯-电池模组-电池包”的传统电池封装模式,刀片电池相当于将“电芯”和“电池模组”整合在了一起。通过这种设计上的优化,电池包的体积比能量密度能够得到明显提升。而且结构变得更精简,意味着电池包中的附加组件大大减少,也就是带来系统能量密度的提升。据公开的信息显示,比亚迪刀片电池的系统能量密度达到了140Wh/kg,与三元锂电池的差距明显缩短。换而言之,采用磷酸铁锂电池的车型,已经可以达到同级别采用三元锂电池车型相近的续航里程。

所以比亚迪的刀片电池,将对新能源汽车市场带来至少两个方面的改变。如果有两款续航相近的电动车,一款是采用更安全、寿命更长的磷酸铁锂电池,一款是采用三元锂电池,消费者会怎么选?当补贴退坡,甚至完全退出后,相信这对消费者并不是一个很难抉择的问题,这是其一。另一方面,当前电动汽车的保值率低,很大一部分原因是因为续航衰减厉害。而磷酸铁锂电池因为其优秀的循环性能,使用寿命随随便便超百万公里。暂且不提三元锂电池,就算是传统燃油车开个百万公里,也得考虑换个发动机了。要说刀片电池颠覆当前的电动车行业,并非没有可能。而我们可以肯定的是,拥有刀片电池的比亚迪,将在后补贴时代拥有强大的竞争力

汉:比亚迪刀片电池的首次试水

汉朝,一统中原,北驱匈奴,是我国历史上最强盛的朝代之一。比亚迪将新车型命名为汉,可见对其寄予厚望。从目前工信部的信息来看,比亚迪汉将提供纯电和插电式混合动力两个版本,纯电版本又分为单电机和双电机两种动力。其中单电机车型的最大功率为163kW,最大扭矩330N·m,NEDC续航里程为605km;双电机车型增加了一台最大功率200kW,最大扭矩350N·m的电机,也就是说系统综合最大功率已达到363kW,高于特斯拉Model 3 Performance的340kW。目前续航里程达到600km左右的车型屈指可数,如果加上个“磷酸铁锂电池”的限定条件,那么比亚迪汉是唯一一款

不仅动力性能出色,比亚迪汉也是集多种黑科技于一身。TA是国内首个搭载博世IPB的新能源车型!IPB全称为Integrated Power Brake(集成制动控制系统),即将iBooster(机电伺服助力刹车系统)和ESP(车身电子稳定系统)的功能优化、整合在一起。比亚迪汉还将搭载DWT-B(Dynamic Wheel Torque by Brake)轮端扭矩矢量控制系统、CST(Comfort Stop)舒适停车功能等一系列黑科技。这意味着,汉不仅会是比亚迪续航最长的一款车型,也将是比亚迪操控最好的一款车型。

此外,在内外饰设计方面,汉也是开启了比亚迪的新篇章。其前脸基本延续了概念车e-SEED GT的设计,封闭式前格栅配合银色的“龙须”看起来非常前卫。而DM车型因为考虑到发动机进气、散热等因素,还是采用了我们熟悉的“Dragon Face”前脸。车身侧面虽没有采用概念车上那么激进的造型,但整体线条看起来非常动感。可以说,比亚迪汉是目前比亚迪技术、设计的集大成者

从“技术为先”到“技术、设计两手抓”的比亚迪

汉之所以能够在技术、设计方面都做到行业领先,与比亚迪的发展历程是分不开的。1995年,电池领域的副教授王传福,在获得表哥吕向阳的投资后,成立了比亚迪实业。在短短数年内,比亚迪就成为了全球第二大充电电池生产商。到了2003年,王传福力排众议决定进军汽车行业。其实从比亚迪进军汽车行业伊始,王传福就决定要将其擅长的电池技术与汽车结合起来。所以我们看到2006年,比亚迪第一款搭载磷酸铁锂电池的F3e电动汽车就已研发成功。紧接着2012年,比亚迪在北京车展上推出了5.9秒破百的秦DM,刷新了人们对国产车的认识。

拥有一位副教授总裁的比亚迪,就决定了其“技术为先”的发展战略。换句话来说,比亚迪就是抱着搞科研的精神来造车。所以我们看到,比亚迪不仅在电池领域保持全球领先,同时也是国内首家自研缸内直喷发动机和双离合变速箱的车企。此外,过年期间的疫情爆发,比亚迪之所以能够迅速转产消毒液和口罩,也是因为比亚迪的研发中心本来就有对各种材料的研发。

技术出身的王传福并不是个“宅男”,他也明白现在是个“看脸”的时代。所以比亚迪陆续从奥迪挖来了沃尔夫冈·艾格,从法拉利挖来了欢马·洛佩慈,从奔驰挖来了米歇尔·加帕内蒂。“设计天团”的加入,让比亚迪的车型有了脱胎换骨的变化。而2019年比亚迪全球设计中心“黑水晶”的落成启用,则意味比亚迪已经将“设计”提升至与“技术”同等重要的地位。 

写在最后:在“三元锂电池时代”,比亚迪就连续数年夺得了世界新能源汽车销量冠军。即将面世的刀片电池,或将整个电动汽车行业拉回到“磷酸铁锂”这个比亚迪最擅长的赛道。而“技术、设计两手抓”的比亚迪,或将凭借这把“刀”,再次改变新能源汽车的市场格局。

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