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谁说搭载磷酸铁锂电池..

谁说搭载磷酸铁锂电池的乘用车跑不远?
2020-09-15

先来600公里,够不够?


也许纯电动轿车做到600公里不稀奇,但是要搭载磷酸铁锂电池做到,恐怕就没那么简单了。


7月12日上市的汉EV就能做到。


用三元电池简单就可以实现的续驶里程,比亚迪偏要用磷酸铁锂电池,这是要自寻烦恼吗?


比亚迪要采用磷酸铁锂材料最重要的理由就是安全。


如果仅做到安全,车辆要牺牲低温、快充等性能,也不是一款好车。


不过,比亚迪对这些问题都有了解决方案。


低温、快充不差,并以安全见长的汉,是不是很香?


看到这里估计消费者会有疑问,汉咋做到的?


下面我们就从技术层面给大家介绍下。


1


电池安全全方位


可以说为了做到安全,比亚迪从材料到电芯再到电池包进行了全方位打造。


(1)电极材料特性就安全


从电极材料上,比亚迪选择的就是安全性著称的磷酸铁锂电池。磷酸铁锂本身结构稳定,且使用过程中体积变化小;热稳定性也要高。


到底有多安全,要用科学和数据来说话。


实验室数据显示,三元电池的自燃温度是200℃,即到达此温度时,三元电池的材料就会开始融化、自燃,直至引发爆炸。而磷酸铁锂电池的自燃温度则是500-800℃。


其次,磷酸铁锂电池不释放氧气,就没有助燃剂。铁离子氧化能力不强,磷酸铁锂电池在充放电时,不会放出氧气,自然也就难以与电解质发生氧化还原反应,这使得磷酸铁锂电池充放电过程处在一个相对安全的环境中。没有了助燃剂,磷酸铁锂电池基本在热失控时只会冒烟。


这就是为何在刀片电池发布会上,比亚迪敢第一个祭出电池针刺测试。


从测试结果看,磷酸铁锂电池获胜:三元锂电池,剧烈燃烧,表面温度超过500℃,电池表面的鸡蛋被炸飞;比亚迪刀片电池无明火、无烟、表面温度30-60℃,鸡蛋无变化。


也就是说,当新能源汽车遭受异物侵入,并伤及电池的时候,比亚迪刀片电池不会发生爆炸现象,可以有效保护车内人员的安全。


(2)陶瓷电池技术,安全再提升


只在材料层面做到安全,比亚迪认为还不够。


在电芯方面,比亚迪采用了全方位高温“陶瓷电池”技术:在高风险安全位点全面使用耐高温和具有优异绝缘性能的高温陶瓷涂层,将安全性能极大地提升。


例如,航天飞机表面就使用了高温陶瓷涂层,其与空气摩擦能产生1000℃以上的高温,但这种材料保持舱内温度正常。


刀片电池采用的就是类似材料。


(3)刀片电池,安全结构再加强


结构强度层面,刀片电池采用的是电芯与电池包的一体化设计。


传统电池包一般只有4-5根梁,而刀片电池是让每一个电芯都充当结构件,100个电池就是100个梁,侧碰强度有效提升。


刀片电池还借鉴了非常成熟的蜂窝铝板的结构原理,在100个电池组成的电池堆的上下两面上,粘贴两块高强度的强度板,形成了类似蜂窝铝板的这种结构,使强度再次升级。


除了电芯材料,比亚迪电池包层面继续加强设计,刀片电池采用直列式排布,并且设计了合理的排烟/排火通道,降低电池包内温升。


2


续驶里程可达600公里


除了安全,还有续驶里程。


人们磷酸铁锂电池的普遍认识是,安全性突出,遗憾的是体积能量密度不够,无法做出长续航车型。


汉的续驶里程长,能做到NEDC续驶里程550、605公里,打破了磷酸铁锂只能在300-400公里以下使用的瓶颈,满足消费者对更高续驶里程的追求。


消费者可能有疑问,是真能做到还是吹牛?


笔者从技术角度解析下,消费者就明白了。


总体来说,比亚迪的提升不是电芯上做文章,而是在电池包上下功夫。


对电池包进行结构优化。


发布会上,比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙对此进行了一个形象的比喻,电池包相当于一个房子,房子中的梁和柱多了,可利用的空间就小了。比亚迪用刀片电池解决了这个问题。


一般来说,传统电池包电池模组里面电池的空间利用率只有80%,其他都是模组的结构件,例如端板和侧板等结构。


刀片电池的电芯长而扁,形似刀片。这样的形状的优势是,在电池在成组过程中,电芯既是能量体,又可以作为电池包的结构梁。电池包的空间利用率提升了50%,可以达到60%以上。


使得磷酸铁锂的刀片电池体积能量密度,做到与目前量产的单体能量密度最高的811三元电池相接近


就是说,消费者可以花买磷酸铁锂电池车辆的价格,享受到最高能量密度三元电池才能做到的续驶里程。


3


低温、快充都不是问题


消费者对电动汽车的最担心的还有啥。电池寿命短、充电慢和冬天续驶里程减半?


这些汉采用的刀片电池也解决了。


(1)磷酸铁锂电池寿命长


目前三元材料电池实验室1C循环寿命在2500次左右,磷酸铁锂电池实验室1C循环寿命在3500次以上,部分达到5000次以上。


当然,消费者也不用考虑那么多,只要知道正常使用下,磷酸铁锂电池的寿命比三元电池厂就可以了。因为根据汉提供的售后政策,首任车主(非营运)享受三电终身质保。


有问题找比亚迪就可以了。


(2)刀片电池充电速度快


充电速度方面,汉可以在25分钟内将8%剩余电量充到80%;综合工况下,充电10分钟,续航135公里。


一般来说,快充,会导致电池温度快速、大幅升高,刀片电池的电芯表面积大散热均匀;而且磷酸铁锂这种材料热稳定性很高,这些都为快充和安全就提供了基础保障。


当然,选择慢充更有利于电池寿命。


(3)刀片电池不怕低温


低温方面,如果说刀片电池即便是在-20℃,还能放出90%的电量,消费者是不是安心很多?某种程度上,消费者可以实现空调自由了。


怎么做到的?一是在材料层面的优化,二是结构层面,多采用保温材料。


材料层面,比亚迪采用纳米化的磷酸铁锂。 一般认为,纳米化减小了材料粒径,从而缩短锂离子的迁移路径,改善功率性能。


系统层面,对电池包进行热管理。刀片电池在结构上,底层有保温材料,上层有液冷的热管理系统,再上层还有保温棉,最大程度上降低低温环境对电池的影响。


放电功率方面,汉最大功率可以达到363kW,提供3.9秒的百公里加速能力。


了解了这些,消费者应该能明白,比亚迪为啥那么自信的推出磷酸铁锂刀片电池的纯电动轿车了吧。


可以说,在刀片电池的加持下,消费者可以充分享受汉EV带来的优质体验,而不用担心续驶里程、安全、电池寿命、低温和充电速度慢等短板问题,何乐而不为呢?



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