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比亚迪“刀片电池”利刃出鞘 引领新能源汽车技术变革

2020-03-30 16:21
电脑之家
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3月29日,比亚迪推出超级磷酸铁锂电池,也就是“刀片电池”。刀片电池凝结了比亚迪在动力电池领域近二十年研发和应用经验,集成比亚迪从电池原材料制取到动力电池包制造全产业链优势,兼具高安全、长寿命和长续航三重优势,让磷酸铁锂电池重新焕发活力。

动力电池发展走向二元化 磷酸铁电池焕发第二春

当前,全球汽车行业的电动化变革正在全面推行,中国市场历经十几年如火如荼的发展,目前已经成为全球最大的新能源汽车制造和消费国。作为新能源汽车的核心部件,动力电池的发展备受业界关注。

近年来,由于三元锂电池的高能量密度优势而备受车企推崇,再加上相关政策影响,三元锂动力电池在电动汽车上得到广泛应用。但相比磷酸铁锂电池,三元锂电池也存在着热稳定性差、使用寿命短、成本高等方面的不足,因此动力电池行业经过“百家争鸣”的动荡,形成了目前三元锂电池和磷酸铁锂电池争霸的两强局面。

另外我们也注意到,一些车企对于电动汽车续航里程盲目攀比,单纯追求动力电池的高能量密度,让三元锂电池的缺点放大,继而出现安全问题,全球范围内已经出现多次出现自燃事件,引发了消费者对于新能源汽车可靠性的担忧。根据《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示,2019年5-7月,新能源汽车国家监管平台共发现79起安全事故,涉及车辆96辆。特斯拉、蔚来等知名企业旗下的纯电动车型均在其中。

作为全球新能源领域的领导品牌,比亚迪重新思考了动力电池在能量密度、充电效率和安全系数之间的关系。虽然磷酸铁锂电池相比三元锂电池能量密度偏低,受到许多车企冷落,但比亚迪一直坚持“两条腿走路”,并未放弃磷酸铁锂电池,而是持续投入研发。

比亚迪刀片电池超级发布会

3月29日,凭借对行业的深刻理解、强大的创新能力和深厚的技术积累,比亚迪交出了超级磷酸铁锂电池,也就是“刀片电池”这一硬核答案。刀片电池凝结了比亚迪在动力电池领域近二十年研发和应用经验,集成比亚迪从电池原材料制取到动力电池包制造全产业链优势,兼具高安全、长寿命和长续航三重优势,让磷酸铁锂电池重新焕发活力。

挑战不可能 刀片电池完美通过“针刺”实验

作为“电池大王”的比亚迪,一贯以安全为己任,甚至用“保守”的续航里程来换取更高的安全性。比亚迪动力电池16年来装车记录累计超过70万,但没有发生过一起电池安全事故也是这一理念的最好佐证。

比亚迪刀片电池的开发同样基于安全至上这一坚持多年的最高级原则。

磷酸铁锂电池模组

传统磷酸铁锂电池包含三层结构:电芯、模组和电池包,由于电芯和模组的支撑固定结构件要占据很大一部分空间,因此电池包的综合空间利用率仅有40%。比亚迪工程师对刀片电池的电池包结构进行重塑,由电芯直接成包(CTP),省去模组和结构件,使刀片电池的电池包空间利用率提高到了60%。这是如何实现的呢?

生产线上的刀片电池

比亚迪独辟蹊径,通过增加电芯长度(大于0.6m,最长可以做到2m),将扁长的电池通过阵列的方式排布在一起,就像一个个“刀片”插入到电池包里。这样一来刀片电池既是电池组,又是结构件,实现了自支撑,同时在刀片组成的电池堆上下两面加装高强度蜂窝铝板,保持了整个壳体足够的刚度与强度。

传统电池包与刀片电池包空间利用率对比

这种封装方式一方面提高了动力电池包的空间利用率以及能量密度,体积能量密度比传统磷酸铁电池提升50%,重量比能量密度可达到180Wh/kg;另一方面相较方形铝壳电芯方案,刀片电池保证了电芯具有足够大的散热面积,可将内部的热量快速传导至外部,降低内部温度。与此同时,由于电池更长,更远的极耳距离减小了内部短路的风险和热量的产生,更薄的厚度也进一步降低了穿刺过程中的热量累积,提升了电池包的强度和安全。

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