特斯拉、比亞迪、北汽新能源與動力電池的那些事兒

2017年04月

編輯: 立體車庫 來源:www.sarkavankova.com

近年以來,越來越多的電動汽車走進我們的視野。無論是何種類型的電動汽車,都離不開動力電池這一核心。目前市面上常見的動力電池主要包括鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元鋰等幾大門類,而一般消費者較難從中看出門道,本文便通過特斯拉、比亞迪、北汽新能源與動力電池的那些事兒,為大家科普三類動力電池的優缺點。

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?特斯拉與鈷酸鋰電池

優點:生產技術成熟,比能量高

不足:高溫狀態下的穩定性略差

作為純電動車領域的全球領導者,誕生自美國硅谷的特斯拉汽車憑借犀利的外形、3.2秒的百公里加速時間、以及超過400公里的續航能力,讓大家對于電動車的看法有了顛覆性的改觀,并且迅速成為挑戰傳統燃油車的一大代表車型。除了強悍的電動機以及出色的電源管理技術之外,特斯拉能夠一炮而紅的原因與其采用的鈷酸鋰電池不無關系。

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相比于其它電池類型,以松下18650電池為代表的鈷酸鋰電池的優點是技術頗為成熟,比能量高(參與電極反應的單位質量的電極材料放出電能的大?。?,此外,這類電池放電電流大,充電速度高,非常適合特斯拉這樣以高性能為取向的電動車。為了盡可能提高電池的能量密度,特斯拉將這些單顆3100mAh容量的18650鋰電池,整齊排列組合形成一個個小的“電池盒”單元,再將這些單元進一步拼接構成一整塊的動力電池組。最終總計8142顆18650電池組合成的電池組擁有超過85kWh的總容量,從而保證了特斯拉MODEL S超過400公里的續航能力。

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特斯拉這種高密度的電池組合方式雖然帶來了可觀的電池總容量,但是鈷酸鋰電池熱穩定性差,再加上將集成電池板平鋪于車輛的底盤位置,這樣就對電池的散熱與安全性提出了更高的要求,為此特斯拉不得不設計出復雜的電池保護程序以及獨特的液冷散熱系統來保證這套電池組的正常運作。這不僅加大了車身質量,對車輛的續航里程有一定影響,還在無形中推升了車輛的制造成本。

比亞迪與磷酸鐵鋰電池

優點:熱穩定性佳、成本較低

缺點:能量密度低、低溫損耗大

提到磷酸鐵鋰電池,我們必須說目前國內最具規模的新能源車企——比亞迪。它靠手機鋰電池起家,現已成為涵蓋電池制造、傳統與新能源汽車生產制造的綜合大型企業。磷酸鐵鋰電池就是其最核心的產品,并且裝備于比亞迪旗下的絕大多數車型上。磷酸鐵鋰電池屬于鋰離子二次電池,放電效率較高,價格相比其他鋰電池也更有優勢。此前,搭載比亞迪“鐵電池”的E6電動車成功為比亞迪打開了國內電動車市場,其投入深圳出租車市場運營的比亞迪E6同樣大獲成功。

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作為全球先實現磷酸鐵鋰電池產業化的車企之一,比亞迪所采用的這類磷酸鐵鋰電池相比早期的錳酸鋰電池,雖然在能量密度上并未有太大差別,但其熱穩定性是目前動力鋰電池中好的,當電池溫度處于500-600℃高溫時,其內部化學成分才開始分解,并且穿刺、短路、高溫都不會燃燒或爆炸,而相比上面所說的松下鈷酸鋰電池(180-250℃時就內部化學成分就已處于不穩定狀態),磷酸鐵鋰電池的安全性顯然更高。除了安全性高之外,磷酸鐵鋰電池的使用壽命也有一定優勢。從深圳出租市場投入運營的比亞迪E6使用效果上看,這些自2010年開始運營的850臺E6電動出租車累計總行駛里程已經突破3億公里,其中單車最高行駛里程超67萬公里,至今這些車輛運行良好,這也說明了磷酸鐵鋰電池的可靠性。這樣成績也讓比亞迪E6成為我國電動出租車市場保有量大的車型。

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不過除了熱穩定性這一突出的優勢之外,磷酸鐵鋰電池的能量密度較三元鋰電池以及鈷酸鋰電池仍有不小的差距,同樣的電池容量,磷酸鐵鋰電池的重量重、體積也更大,這也導致采用該電池類型的車輛續航里程表現一般。當然,磷酸鐵鋰電池大的痛點在于低溫下的充電問題,當溫度低于-5℃時,充電效率較低,不適合北方新能源汽車車主在冬天的充電需求,這也成為比亞迪目前新的混動車型唐100、秦100暫時改用三元鋰電池的重要原因。

北汽新能源與三元鋰電池

優點:能量密度高、循環壽命長

不足:高溫下穩定性不足

除了上述提到的鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池之外,還有一種綜合表現更為平均的電池,那就是三元鋰電池。這類電池的正極材料中,除了鋰之外,還有鎳鈷錳或鎳鈷鋁三種金屬。三元鋰電池作為近兩年涌現出的一種新產品其特點在于其優點在于它具有能量密度高、循環壽命長、利于整車輕量化等優點對于提升車輛續航里程有很大幫助。此外重要的原因則是隨著產能的提升,三元鋰電池的價格也進一步降低,正因為這些原因導致國內車企乘用車紛紛轉向使用三元鋰電池,例如北汽新能源的EV200和ES210兩款電動車就放棄了磷酸鐵鋰路線,換用了三元鋰電池。

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至于三元鋰電池的缺點方面,那就是三元材料的脫氧溫度是200℃,放熱能量超過800J/g,并且無法通過針剌實驗。這就表明 了三元電池在內部短路、電池外殼損壞的情況下,很容易引發燃燒、爆炸等安全事故。正是出于安全性的原因導致國家曾暫停過在商用車型上配備三元鋰電池。不過后來隨著技術的進步,尤其是在應用了陶瓷隔膜之后三元鋰電池的安全問題已得到改善和解決。就目前市場情況來看,由于三元鋰電池綜合優勢還是比較明顯的,汽車廠商對于三元鋰電池的關注度也在持續增加。

來源:汽車之家

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