編者按:2019年受市場(chǎng)環(huán)境的影響,新能源汽車行業(yè)進(jìn)入寒冬,然電池技術(shù)卻取得喜人的成績(jī),三元電池及磷酸鐵鋰電池實(shí)現(xiàn)進(jìn)步的一年。
2019年,市場(chǎng)大環(huán)境所驅(qū),我國(guó)新能源汽車行業(yè)產(chǎn)銷跌到了低谷。覆巢之下安有完卵?相應(yīng)的,我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)也不好過。
不過,在電池技術(shù)研發(fā)方面,我國(guó)還是取得了不錯(cuò)的成績(jī)。以寧德時(shí)代與比亞迪為首的動(dòng)力電池巨頭企業(yè),皆有所收獲。
今年,我國(guó)動(dòng)力電池成本大概在0.6元—1元/瓦時(shí)之間,磷酸鐵鋰最低大概為0.6元/瓦時(shí)。市場(chǎng)上,磷酸鐵鋰已達(dá)到100美元/千瓦時(shí)。此外,磷酸鐵鋰能量比也在提升,300瓦時(shí)/公斤的產(chǎn)品今年已推向了市場(chǎng)。
1、“取消”模組化
從電池包方面來看,寧德時(shí)代與比亞迪做的較為出眾,兩家企業(yè)皆從原來的單體電池,到電池模塊,再到電池PACK三個(gè)層次電池包,達(dá)到了兩個(gè)層次,直接從單體到了PACK。其中,寧德時(shí)代主攻的是三元電池,比亞迪則主攻磷酸鐵鋰電池。
今年9月,寧德時(shí)代與北汽新能源共同推出了全球首款CTP電池包,北汽新能源EU5成為首款搭載該款電池包的電動(dòng)車型。
通俗地講,電動(dòng)汽車上搭載的電池包,大多是先把電芯集成為模組,再將模組裝到電池包里。而CTP則省去了電池模組,直接由電芯集成為電池包。
從實(shí)踐來看,取消模組后的電池包,效果還是不錯(cuò)的。
寧德時(shí)代數(shù)據(jù)顯示,能量密度上,傳統(tǒng)的電池包能量密度平均為140-150Wh/kg,而CTP電池包能量密度可達(dá)200Wh/kg以上;成本上,和目前市場(chǎng)上的電池包相比,CTP電池包零部件數(shù)量減少40%。
要注意的是,目前CTP方案也并不是完全沒有模組,而是分為大模組與完全無模組兩種形式。
與現(xiàn)在常見的小模組電池包相比,CTP電池包因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)模組的限制,可以用在不同車型上,使用范圍更廣泛。
此外,因?yàn)樯倭艘恍﹥?nèi)部結(jié)構(gòu)組件,CTP電池包提高了電池包體積的利用率,系統(tǒng)能量密度也間接提升。另外CTP電池包的散熱效果要高于比目前小模組電池包好。
不過,電池包的質(zhì)量跟大小模組并沒有關(guān)系,關(guān)鍵還是看電芯本身的一致性。因?yàn)橐酝男∧=M,如果有電芯壞掉,更換那顆電芯所在的模組就行了。而CTP電池包一旦損壞,維修成本比一般電池包還高。
CTP電池包在系統(tǒng)方面,重量能量密度提升了10%—15%,體積能量密度提升15—20%,零部件減少了40%。
比亞迪推出的最新磷酸鐵鋰電池包技術(shù)——“刀片電池”,已經(jīng)申請(qǐng)了專利,國(guó)外很多廠家都對(duì)此技術(shù)很感興趣。
“刀片電池”技術(shù)最大的特點(diǎn)在于,車有多寬,這款電池包就能做多寬,以往的電池都很短,而“刀片電池”之所以叫刀片,就是因?yàn)樗褚话验L(zhǎng)刀片,高度不變,但寬度可以變。
電池包放到汽車底盤底下,一片片疊起來,疊起來高度、強(qiáng)度非常好,還可以做結(jié)構(gòu)件,而且電池單體制造成本還可以進(jìn)一步下降,因?yàn)樵瓉砬械模F(xiàn)在不用切了,這個(gè)是很重要的創(chuàng)新。
由于比亞迪的這種新電池包提高了體積能量密度,所以很多人認(rèn)為這款磷酸鐵鋰電池包跑不了500公里,因?yàn)檠b不了那么多電池。
關(guān)于這個(gè)問題,現(xiàn)在是可以解決的,一個(gè)A級(jí)車裝下60度電沒有問題,因?yàn)榱姿徼F鋰電池主要的不是重量比能量,是體積比能量,而比亞迪的這款電池包現(xiàn)在體積比能量偏低,因?yàn)樗牟牧蠅簩?shí)密度偏小,所以這一問題可以解決。
2、使用壽命與安全性提升
在汽車壽命里程方面,比亞迪推出的電動(dòng)大客車現(xiàn)在已經(jīng)提出了10年100萬公里的質(zhì)保,在商用車領(lǐng)域這已經(jīng)非常好了。
在轎車方面,寧德時(shí)代的電池包技術(shù)也可以解決。轎車分為兩種,一種是運(yùn)營(yíng)車,一種是家用車。
寧德時(shí)代推出的是5年50萬公里電池包,可解決運(yùn)營(yíng)車壽命問題,因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)車跑的多,而家用車則推出的是8年15萬公里車用電池包,因?yàn)?5萬公里已經(jīng)差不多了,一般情況下,家用車一年也就跑1萬公里,也就是說搭載寧德時(shí)代電池的家用車可跑15年。
在低溫方面,寧德時(shí)代也做了一種新的自加熱技術(shù),可以加熱2度/分鐘,不需要其他東西,靠電機(jī)里的電纜、電容、電路,來進(jìn)行高頻振蕩,自行加熱,所以低溫的問題也有很大進(jìn)步。
此外,安全理念也在升級(jí),首先是系統(tǒng)安全性,不是簡(jiǎn)單的單體安全性,以前把所有精力都放在單體上,現(xiàn)在更多的是放在系統(tǒng)上,例如只要把熱蔓延防止住,就不會(huì)有事故,現(xiàn)在熱蔓延的法規(guī)已開始實(shí)施。
在使用安全方面,電池系統(tǒng)、整車、充電樁整個(gè)系統(tǒng)更多的是預(yù)警,而不是報(bào)警,一報(bào)警事情就不好辦了,更多的是預(yù)警。
例如,電壓的監(jiān)測(cè)、內(nèi)短路、自放電都可以監(jiān)測(cè),所以現(xiàn)在電池廠更多的在電池管理上做文章,而不是在改變材料方面,因?yàn)橐桓淖儾牧弦淳驮黾映杀?、要么就?huì)產(chǎn)生副作用,過程非常復(fù)雜。
原標(biāo)題:2019年——三元電池及磷酸鐵鋰電池實(shí)現(xiàn)進(jìn)步的一年