比亞迪漢VS特斯拉Model 3丨刀片電池與三元鋰電池的正面較量

2020-12-04 汽車工程信息

萬眾矚目的比亞迪漢即將正式上市,相信有不少朋友也和我一樣期待了許久。作為比亞迪目前的旗艦級轎車,比亞迪漢早在今年年初就由於驚人的顏值、首款搭載比亞迪刀片電池量產車的身份,吸引了不少人的關注,包括我身邊的親友也在向我打聽這款車的相關信息。

不過,如果說以前大家更為關注的是比亞迪漢的續航裡程,但自從中保研碰撞測試的話題火熱起來,現在更多的人關注的卻是比亞迪漢的安全性

比亞迪漢

搭載刀片電池的比亞迪漢EV即將到來,它的入市難免會直面與特斯拉Model 3的競爭,畢竟,無論從續航裡程還是加速性能,比亞迪漢EV都有著不輸特斯拉Model 3的實力;

可以說,正是視頻中種種高規格高標準的測試實驗,才成就了今天的比亞迪漢,我們不妨通過這些測試實驗的幾塊重點內容:碰撞試驗、電池包球擊實驗、頂壓實驗、火燒實驗、涉水實驗等,來一窺比亞迪漢的綜合安全性能;

特斯拉Model 3

然而,對於能量密度的不理性追求使得三元鋰電池在安全性方面的先天不足得到了進一步的放大。

三元鋰電池又稱三元聚合物鋰電池,它指的以鎳鈷錳三元材料做正極材料,以石墨為負極材料的電池,其以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,裡面鎳鈷錳的比例可以根據實際需要調整,這是日韓等電池企業主攻技術方向;

磷酸鐵鋰電池則是以磷酸鐵鋰為正極材料,石墨為負極材料的電池,這是比亞迪主攻技術方向;鈦酸鋰電池則分為兩種,一種是鈦酸鋰作為負極材料,可與錳酸鋰、

三元材料及磷酸鐵鋰等正極材料組成鋰離子電池,這是當前珠海銀隆主攻方向,另一種則是鈦酸鋰做正極、與金屬鋰或鋰合金做負極組成鋰離子電池;

一「刺」見真章,刀片電池果真香

那如何判定動力電池的安全性能呢?或許通過極端的動力電池「針刺測試」,一「刺」即可見真章。

針刺試驗是業界公認電池安全測試中的「珠穆朗瑪峰」,可以說,只有通過針刺試驗的動力電池才能算得上攀登了這座高峰,才算得上是「王者」。

簡單來說,針刺試驗是通過一個金屬針刺穿電池外殼,並完全貫穿電池體,造成電池內部發生短路。

不久前,比亞迪就針對比亞迪漢EV搭載的刀片電池,與傳統三元鋰電池以及傳統磷酸鐵鋰電池進行了一場針刺試驗的對比測試。

同時,為了更為直觀的感受電池在針刺後的溫度變化,還在三種電池上放置了雞蛋液作為參照物。

在現場播放的「針刺穿透測試」視頻中,三元鋰電池在針刺瞬間出現劇烈的溫度變化,表面溫度迅速超過500℃並開始劇烈燃燒,電池表面的雞蛋被炸飛;

傳統磷酸鐵鋰塊狀電池無明火、有煙,表面溫度達到200℃~400℃;「刀片電池」在穿透後無明火、無煙,電池表面溫度僅有30℃-60℃左右;

比亞迪刀片電池

事實上,最新的強制性國標相較於2015版在已有的項目中進行了修改,取消了許多試驗項目,其中就包含了針刺試驗。

因為,在從此前的針刺試驗中,傳統磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池無論怎樣都無法通過該試驗。

而此番比亞迪對三種動力電池的針刺試驗也進一步驗證了傳統磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是無法通過苛刻的針刺試驗的。

相反,比亞迪漢EV搭載的刀片電池能夠輕鬆通過針刺試驗,不得不說,刀片電池在安全性、穩定性方面是超越傳統鐵鋰電池和三元鋰電池。

比亞迪集團董事長兼總裁王傳福在發布會上自信宣稱,「刀片電池」將引領全球動力電池技術路線重回正道,把『自燃』這個詞從新能源汽車的字典裡徹底抹掉

由此可見,比亞迪漢EV相較於特斯拉Model 3在電池方面有著一邊倒的優勢。

刀片電池讓消費者不當「小白鼠」

針刺試驗的結果顯而易見,刀片電池完勝三元鋰電池,但僅僅解決了穩定性和安全性,能否預示著刀片電池就真正戰勝了三元鋰電池呢?答案肯定是否定的,除了安全問題外,消費者對於新能源汽車電池方面的另一個關注點則是壽命。

傳統動力電池組

對於消費者而言,誰都不願做試驗「小白鼠」。畢竟,電動汽車的電池壽命短就意味著電池衰減快,由此則會讓消費者承擔更多在續航和成本上的損失。在這一方面,傳統的磷酸鐵鋰電池相較於三元鋰電池則有著先天上的優勢。

刀片電池助漢EV續航破600公裡

安全之上,解決續航則成為全行業的重點突破問題。

從這一點上,不得不承認三元鋰電池具備很強的續航能力。得益於三元材料的電壓平臺比磷酸鐵鋰高,而電壓平臺越高,比容量越大,在相同的體積或是重量下,甚至同樣安時的電池,電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續航裡程則更遠。

松下為特斯拉Model 3提供的21700型號的電池

正是因為如此,電池陰極採用鎳鈷鋁配比為8:1:1,型號為21700的圓柱三元鋰電池的特斯拉Model 3才能夠做到最大668公裡的續航。

不過,受電池材料本身結構所限,一味地壓榨電池的能量密度,使得電池能量密度越高,電池的穩定性必然就越差。

相反,磷酸鐵鋰的能量密度是完全無法與三元鋰媲美的,然而基於磷酸鐵鋰打造的刀片電池,為何能讓比亞迪漢EV做到超過600公裡的續航的呢?這就不得不提到刀片電池的GCTP封裝技術。

由於比亞迪刀片電池採用的是方殼長電芯,電芯採用扁平化的設計,最大長度達到2.5米,是傳統磷酸鐵鋰電池的10倍以上。

並採用了GCTP封裝技術,能夠將電芯直接集成為電池包中,從而省去了中間模組環節,提升電池PACK的包內空間利用率,增加了電池容量。

如此一來,刀片電池雖說並未提升電池能量密度,但通過先進的封裝方式,以極端的空間利用率,提升了整個電池組的「體積比能量密度」,從而在動力電池物理層面提升了整體的「能量密度」,從而使得比亞迪漢EV整個電池組的續航能力能夠與特斯拉Model 3長續航版媲美。

至此,比亞迪漢EV所搭載的刀片電池,不僅解決了三元鋰電池先天的不穩定性,更是解決了傳統磷酸鐵鋰電池續航能力差的問題,從而兼備了安全與續航這一對「矛盾體」。

總結:

當行業都在無限追求三元鋰電池帶來的高密度、高續航時,比亞迪卻始終把安全放在首位,堅持穩定性更高的磷酸鐵鋰電池的研發,並在技術上不斷自主創新。

此次刀片電池的推出,不僅能讓動力電池技術回歸到以安全為重的正軌上,更是為電動汽車市場帶來了全新的理念與方式。

比亞迪漢EV搭載的刀片電池,不僅擁有媲美了三元鋰電池的續航能力,同時還延續了磷酸鐵鋰電池的穩定性,對於用戶來說一來解決了續航問題,二來則更會令人放心,可以說真正做到了目前純電動汽車最優的方式。

毫無疑問,在電池的對決上,比亞迪漢EV可以說讓特斯拉Model 3不得不服。

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