比亚迪汽车电池技术突破_比亚迪汽车电池技术

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  1. 用起来比看着更香?浅析比亚迪汉EV“刀片”电池技术
  2. 作为磷酸铁锂电池的“技术补丁”,比亚迪“刀片电池”为何火了?

随着新能源消费的兴起,汽车驱动方式发生了翻天复地的变化.人们过去的购车习惯和购车标准也一定会发生变化.比亚迪电池技术怎么样?让金投小编为你解答吧!

电池是电动汽车的核心部分,电动汽车的动力来自电池.因此,电池和电池技术的高低决定了电动汽车的耐久性和安全性.因此,选择可靠的电池和主机制造商很重要.

作为新能源汽车的领导者,三电技术领导行业的比亚迪成为三电技术最优秀的厂商之一.消费者选择行业领导者的好处是显而易见的.技术先进,意味着其产品是现在市场上先进的产品之一,节省了很多考察时间和成本.因为这样的产品更可靠.在电池方面,比亚迪是世界上最早将动力电池应用于汽车的主机制造商,具有与整车制造商15年的无缝合作经验.

比亚迪汽车电池技术突破_比亚迪汽车电池技术
(图片来源网络,侵删)

其次,比亚迪在电池上实现了全产业链布局,从矿山原材料到生产技术,以及芯的设计、模块、PACK的开发和制造、BMS的制造和后期电池的阶段利用和回收.这种布局的优点是,生产电池的所有环节都由比亚迪检查,保障了电池从源头到回收全链的可靠性.与此同时,整个产业链的布局有助于保持电池和电动汽车价格的稳定,在某些条件下降价,推进电动汽车的普及.

在电池开发方面,比亚迪将电池年销售额的7%用于开发,许可的发明专利超过千项,进一步保障了比亚迪电池始终保持业界领先,给消费者带来了领导时代的动力选择.

最终,比亚迪电池实现能量密度更高、放电电压更高、低温性能更好,更重要的是***用方形铝壳综合技术、完善的防护战略、领先的电池热管理系统、独特的充电保护等技术,比亚迪电池实现了优秀的安全性.在电动汽车安全备受瞩目的今天,比亚迪电池实现了50万人的销售额,电池引起的安全事故无一例外.

如上所述,电机为电动汽车提供驱动力.没有马达,电动汽车就跑不动了.因此,电机也成为电动汽车最核心的零部件.如果发动机是传统汽车的心脏,驱动马达是电动汽车的心脏,其好坏直接影响车辆的外部表现.

目前应用于电动汽车的马达主要有交流异步马达和永磁同步马达两种.与交流异步马达相比,永久磁铁同步马达具有功率密度高、能源转换效率高(约90%-95%)、能源消耗低等优点.比亚迪根据展望的观点,选择了永久磁铁同步马达的技术路线,现在越来越多的制造商和竞争对手都跟进了.

数据显示,永磁同步电机在我国汽车电机安装量中所占的比例越来越高,现在已经接近80%左右.在永久磁铁同步马达的***供应水平上,作为目前唯一拥有完全自主开发设计永久磁铁同步马达的主机制造商,比亚迪从2015年开始连续4年包括汽车(包括乘用车和商用车)马达的安装量排在首位.

三电技术中,电子控制技术关系到新能源汽车的能源消耗、充放电效率、能源回收效率、电机控制性.在电子控制技术方面,比亚迪有雷贯耳的技术.这就是IGBT技术.

什么是IGBT?IGBT相当于电动汽车,CPU相当于计算机,其作用是电动汽车的OBC充放电、汽车转向***、汽车空调变频加热、前后电机驱动等重要部分,控制直接、交流电的转换,也决定驱动系统的扭矩,直接影响汽车的加速能力

长期以来,IGBT技术被少数国外企业垄断.比亚迪是国内首个掌握IGBT技术的自主汽车品牌,掌握了决定电动汽车许多核心性能的核心技术.目前,比亚迪IGBT4.0产品在芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等重要指标上,达到了世界领先水平,综合损耗比其他产品下降了约20%.以新一代唐为例,在其他条件不变的情况下,***用比亚迪IGBT4.0***用现在市场主流的IGBT,100公里的电费可以节约3%.

对消费者来说,选择可靠的电动汽车,上述三电技术是必不可少的.比亚迪拥有的电池产业链布局、高性能永久磁铁同步马达和高效控制技术,成为消费者的优先事项.不仅如此,比亚迪还推出了E平台技术,实现了电机和电控的整合.相信未来不久,随着消费者对电动汽车技术的更加了解,比亚迪e平台电池、驱动三合一和高压三合一的三合一也将成为高品质电动汽车的可选标准.

用起来比看着更香?浅析比亚迪汉EV“刀片”电池技术

新能源的聚光灯又一次照向了比亚迪。

几天前,比亚迪在线上召开了一次技术发布会,发布会的主角叫作“刀片电池”。按照王传福的说法,它将彻底解决锂电池“自燃”的痛点,改变行业。

刚好,最近闲着无聊看了一些关于电池的论文,所以趁我没有忘掉之前,跟各位聊聊这个所谓的“刀片电池”,到底是何方神圣。

什么是“刀片电池”?

按照正极材料的划分,锂电池大致分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂这几种。

但经过多年的尝试,目前市面流行的,或者说被行业所看好的只有磷酸铁锂、三元锂。两者的区别在于,前者能量密度低,安全性高,后者能量密度高,安全性低。

而“刀片电池”,这个看起来有点中二的名字,它本质上属于磷酸铁锂电池的一种。

只是它不同于常规的磷酸铁锂电池,比亚迪用了一种类似宁德时代CTP的技术,取消了传统锂电池原有的电池模组,直接将电芯集成为电池包。

其中,组成电池包的电芯则是一种薄薄的,类似于刀片的形状,所以被叫作“刀片电池”。

“刀片电池”有什么特点?

首先是安全性更高。

这主要有三个原因,一方面磷酸铁锂电池在充电过程中,Li离子不断由从正极脱出,向负极移动,当电量即将达到饱和,Li离子可以完全嵌到负极,从而形成“过充电保护”;

另一方面,磷酸铁锂电池的P-O键稳定,难以分解,即便在高温(390℃以上)也不会导致结构崩塌发热或是形成强氧化性物质;

再者磷酸铁锂电池的燃烧需要外部氧气的供给,一旦发生自燃,只要切断了外部氧气就可以控制火势。而且因为电池材质的缘故,“刀片电池”的燃烧速度较慢,且燃烧的程度也不剧烈。

但以上只是磷酸铁锂电池最基本的特性,而比亚迪的“刀片电池”则是在这基础上,又增加了两种防护手段——

其一是将“刀片电池”***用竖立排放的方式,以此改变电池的弯曲截面,提高电池包的强度;

其二是将两块高强度板,粘贴到电池的上下两面,形成蜂窝铝板结构,加固电池包的强度。

所以,相比三元锂电池,“刀片电池”不会因为温度过高、过充、短路、撞击等原因而产生爆炸或燃烧,即便就算是自燃了,装配“刀片电池”的纯电动车也会有更多的时间让车主逃生。

比亚迪在这次发布会上也表示了“刀片电池”通过了***、炉温、挤压、过充四大测试,并且还放出了完整版的******。

不得不承认,比亚迪是挺大胆的,也有真材实料,毕竟很少会有车企敢把这种测试放出来,这一定得对自己的产品很有信心才行。

但我对此依旧持怀疑态度,毕竟单个“刀片电池”的测试,不能代表整个电池包,这还得看后续市场的检验,当然这也是后话了。

其次,空间利用率好。

前文有提到,比亚迪的“刀片电池”用了一种类似宁德时代CTP的技术。

一般来讲,传统的电池装配是一种“电芯-模组-电池包”的模式,也就是电芯(Cell)会先组合成一个个模组(Module),之后再将模组按照到电池包(Pack)。

而所谓的CTP,其全称为Cell?to?Pack,顾名思义也就是取消了中间的模组组装的环节,直接将电芯集成电池包。

而没有了模组的电池包,也就减少了诸多用于组装模组的零部件,也因此降低了电池包制作工艺,节省了物料人工费用,以及一举提高了电池包体积利用率。

同时,这也意味着,比亚迪的“刀片电池”可以通过升单体电池容量、优化PACK结构等方式进一步提高电池的能量密度。

并且这在一定程度上弥补了因为磷酸铁锂电池振实密度与压实密度低的缘故,而产生的能量密度低的问题

但“刀片电池”也并不是完美的,比如由于颗粒粒径和电解质原料等影响因素,磷酸铁锂电池的低温性能很差,特别是在北方那种冬季基本处于零摄氏度以下地方更为明显,这在一定程度就限制了“刀片电池”的适用范围。

而比亚迪在发布会上没有针对电池低温性做一个说明,这就让我又加深了对“刀片电池”低温性能的怀疑。但按理来说,电池研发肯定会做低温测试,所以希望比亚迪后续能够给个说法。

再比如电芯一致性的问题,以及热管理问题等等,都是“刀片电池”所要面临的挑战。

三元锂VS磷酸铁锂

其实,当王传福说出解决自燃,改变行业的时候,我不由的想到了特斯拉。毕竟特斯拉用的就是很容易自燃的三元锂电池,早些时间也因为自燃问题深受困扰。

坦白说,关于三元锂电池和磷酸锂电池的斗争一直都存在。

早些年因为政策补贴对续航里程的要求不断增加,导致大家全部一股脑的冲到了三元锂电池上面,包括比亚迪自己也抛弃了此前研发的磷酸铁锂电池,转投三元锂电池的怀抱。

但近两年,随着新能源汽车补贴持续退坡,以及动力电池新技术的加持,再加上CTP技术的出现,磷酸铁锂电池又开始冒了出来。

根据根据工信部2020年第一批推荐目录乘用车的情况显示,搭载磷酸铁锂的乘用车车型占比已经有了18%(2019年也就7.8%)。

所以按照现在的趋势来看,以后的电池格局大概就是三元锂和磷酸铁锂两分天下,但至于孰强孰弱,那还是得看后续各位车企的努力了。

不过可以肯定的是,量产出“刀片电池”的比亚迪,在电池这条路开创了自己的新纪元,也让弯道超车的梦想,看到了曙光

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

作为磷酸铁锂电池的“技术补丁”,比亚迪“刀片电池”为何火了?

这两天比亚迪汉EV的动力电池成为热点,除了其回归磷酸铁锂路线以外,由于它的新电芯造型又薄又长,因此得名“刀片电池”,听起来就很厉害的样子!

不过根据工信部申报目录的信息全新的第一代刀片电池的系统质量(注意这个词,很重要)能量密度只有140Wh/kg,相比很多160、甚至180Wh/kg的产品,不仅不够出彩,甚至还有些落后...那么它的亮点究竟在哪里呢?

首先我们来看看刀片电池和目前其他主流电池的区别。

这是方形铝壳电芯,目前比亚迪旗下95%以上的产品,以及其他很多主流品牌都在使用

这是软包电芯,与方形电芯的区别是外壳***用了铝塑膜包装,体积更小,更薄。

接下来这个我们看起来非常眼熟的,就是特斯拉在使用的圆柱电芯,有如图中的18650规格,和更大一些的2170规格。由于单体电芯体积和容量较小,所以每一台特斯拉上都有数千个这样的电芯存在。

最后就是比亚迪的刀片电池了,由于目前还没有实物图,先凑合用专利图看个大概...

通过尺寸数据可以看到,刀片电池的高度和厚度是固定的,高度为118mm,厚度13.5mm。主要是长度部分,刀片电池从435mm到2500mm有多种规格。

最长可以达到2.5米的长度,这是之前的电芯形式上从未出现过的。

由于长度足够,所以电芯内部也可以做些文章。比亚迪在不同规格的刀片电池电芯内,可以通过串联或并联连接多个极芯,极芯组之间设置有隔板,将电芯的空间分隔成若干个容纳腔,这些容纳腔形成类似的蜂巢结构,并且具备密封和注液通道。

刀片电池可以简化目前主流电池的层层集成结构,不再需要“电芯Cell-模组Module-电池包Pack***”固定成组方式,可以直接通过电芯组成电池包,即Cell?To?Pack(CTP)。

上图为比亚迪秦Pro?EV的动力电池包结构,一个个成组后的方形电芯模组,被一条条线束和液冷管路连接起来,其中还要加入很多结构件和支撑件,电芯到模组的体积集成效率大约为78%。

相比起来,刀片电池的成组就要简单的多,减少了模组级的结构件,并极大的简化电池包上的装配支撑结构,使得整个电池包结构明显简化,电芯到模组的体积集成效率可以达到90%,从而提高了体积能量密度。

因为乘用车的底盘空间有限,不能容纳一个体积很大的电池包,越是底盘偏低的轿车/跑车这个要求越突出。因此如果我们要讨论集成效率提升的话,体积利用效率是最直接最有效的研究判断指标,而不是只执着于常见的质量能量密度Wh/kg。

传统的模组为了保证其作为一个独立的单元具有良好的力学性能,需要侧板端板等防护结构,因为多级集成也需要低压线束、高压连接等电气元件。

在使用刀片电芯技术后,这些结构可以得到极大的简化,更大尺寸的电芯/近似模组的设计使得在电池包等级上的装配生产复杂度和成本明显降低,质量和体积上更紧凑,利用率更高。更加一体化的设计理念也可以很好的提高水冷、加热等元件的集成度。

虽然磷酸铁锂材料的刀片电池在质量能量密度上还达不到三元电池的高水平,但是它可以在一定的容积下,装入更多的容量的电池,表现在产品的实际续航方面丝毫不比三元电池的主流产品差多少。我们上面提到的比亚迪汉EV,NEDC综合续航里程最高就有605km,这几乎是当前国内自主品牌的最高水准了。

有人说多塞电池,那车的整备质量不就上去了吗?别忘了比亚迪独有的e平台技术,通过高压系统的集成和低压系统的整合,比亚迪在轻量化方面是有着很大优势的,反应在比亚迪汉EV上,这台将近5米的纯电动轿车,整备质量也才2020kg,并没有多么夸张。

另外别忘了磷酸铁锂电池在成本上的优势,降低的成本可以直接在车辆终端价格上给予消费者最大的实惠。

至于比亚迪为什么不干脆直接使用三元材料的刀片电池,我想除了部分技术原因外,老王对磷酸铁锂的情怀可能更多一些吧。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

3月29日比亚迪发布了“刀片电池”,其股价在随后的两个交易日大幅上涨(30日涨2.65%,31日涨6.65%)。并且各大平台都在争相报道相关消息,甚至有称“刀片电池”的发布是电池革命,那么本期《电车那些事儿》就来聊聊“刀片电池”到底如何?

3月29日,比亚迪正式推出“刀片电池”,并且该电池已经在重庆弗迪电池工厂下线,比亚迪集团董事长兼总裁王传福也表示,该款电池将率先在比亚迪汉纯电动版车型上搭载。需要注意的是该电池的官方名称并非“刀片电池”,而是“超级铁锂电池”。由于其单体电芯外形较为扁平,以阵列的方式并排插入到电池包内,故称为“刀片电池”。

在安全性方面,比亚迪电池实验室对普通磷酸铁锂电池、三元锂离子电池和“刀片电池”分别做了***实验。

首先说三元锂离子电池,在钢***穿三元锂离子电池之后,电池壳体迅速膨胀,紧接着泄压阀开启,随后电池便起火爆炸。普通磷酸铁锂电池在被钢***穿之后,电池壳体发生了一定程度的膨胀,接着泄压阀打开,但是并没有像三元锂离子电池一般起火爆炸,且整体的热失控程度较低。而“刀片电池”在被钢***穿之后,没有出现膨胀、起火的现象,电池外壳温度在实验过程中稳定在30摄氏度左右。总体来说,“刀片电池”在***试验中表现出了极高的安全性,拥有非常强的抗热失控和抗热扩散性能。

对于“电池革命”这一词,湃客认为言重了。为此湃客向电池行业资深技术人士进行咨询,他就一些“疑问”进行了技术性解答。

一、刀片电池和三元电池谁才是未来?

答:“刀片电池”核心的是磷酸铁锂,这是一项成熟、稳定的技术。“刀片”是对电池包形状进行了重新设计,并没有改变磷酸铁锂的特性。因此,磷酸铁锂电池“扩展性”并没有三元锂离子电池高,换言之就是磷酸铁锂电池性能上限仍要低于三元锂电池。“刀片电池”更多是一种技术改进,而不是技术革命。

二:“刀片电池”***用CTP(Cell?to?Pack)封装模式,它优劣势如何?

答:相较于传统三元锂电池包***用电芯—模组—Pack模式,“刀片电池”的结构更“简单”一些。传统点电池包空间利用率在40%左右,模组间要布置结构件来保证电池包的强度,“刀片电池”通过无模组封装可以省去结构件,“刀片电池”直接封装固定在电池包边框上,同等面积下可使用更多电芯,有利于增强续航能力。

值得注意的是空间利用率虽然得到提升,但无模组设计可能会有潜在风险,那就是应对外力冲击。模组电池受到撞击时可能会损伤一个或者多个模组,拆解更换就可以应对。但是CTP设计没有了模块化结构件的保护,外力冲击可能会导致内部损伤,损伤面积更大。

不过“刀片电池”在开发之初应该会预留有防冲击要求,比如强度更高的框架。此外,电池特性使得它并不会短时间内发生自燃爆炸现象,能够给乘员留下逃生时间。

三:为何会选用磷酸铁锂电池?

答:现阶段磷酸铁锂电池仿佛成了香饽饽,无论是特斯拉(目前仍无法确定具体型号)还是比亚迪都在考虑往该方向发展。

不过就目前车企而言,使用磷酸铁锂电池更多是企业应对补贴全面退出的一种折中做法。三元锂离子电池成本过高,如果补贴全面退出,做新能源汽车还会亏损,这是企业最不愿看到的结果。磷酸铁锂电池作为动力电池一种方案,可以看作是车企控制成本的手段之一。

与此同时,在成本得到控制的情况下,也可以压低新车售价。以特斯拉为例,消费者关心的是售价和续航,如果能提供消费者可接受的续航(比如400公里),并且价格合理,那么无所谓电池种类如何。

四:磷酸铁锂电池如何做热管理?

答:鉴于目前比亚迪仅公布了少量的数据信息,只能***定推论,具体等比亚迪完成新车发布后才能了解更多。电池热管理应该是通过加热/冷却铝合金框架来实现。

五:“刀片电池”通用性如何?

答:“刀片电池”可能无法应用在目前已经推出的车型上,因为此前电池设计和新技术不兼容,并且此前车型规划有很大一部分产能,直接切换难度大。未来应用范围要看市场反馈,不能“一刀切”。至于比亚迪宣布对同行开放“刀片电池”技术做法,这更像是一种PR手段。对新能源企业来说,电池作为最核心技术怎可能外泄给竞品。

总言之,“刀片电池”虽有极高的安全性能,但它核心依然是磷酸铁锂,这是一种新技术,但不是革命性产品。单论“刀片电池”,它更像是磷酸铁锂电池技术“补丁”,获得安全方面的“高级强化包”。

上月月底,比亚迪宣布将加推DM-i平台,该平台拥有超低油耗、富电50公里续航、NVH提升等优势,其上下来的车型更偏向经济性。此时比亚迪推出“刀片电池”技术,湃客认为不排除在DM-i平台车型上应用可能。此外,比亚迪销售公司副总经理李云飞表示“刀片电池”有大量合作伙伴在谈。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

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