在新能源汽车行业发展中,三电之一的电池对于一台纯电动车很重要,不仅要求容量足够大,还要有足够的安全性。全球新能源汽车引领者比亚迪推出的刀片电池,完美符合了这一要求。除了具备高密度、高安全性之外,稳定性也能得到保障,针刺实验就能证明这一点,不过相信比起刀片电池本身,消费者更关注的还是即将「佩刀」的比亚迪纯电车型会有怎样的表现?你如何看待比亚迪纯电全系车型搭载刀片电池?
意义很大,分为两重。
第一重·安全
1996年,通用推出了一款真正意义上的纯电动汽车---EV1。当时电池技术尚未打开潘多拉宝盒,EV1只能使用铅酸电池组,续航只有96公里,随后车型进行了升级,续航达到160公里,最终,EV1使用镍合金电池组,续航能够到达260公里。
这个在今天看起来尚可的成绩,恰恰反应了当时电动车普及最大的障碍。因为EV1这款车作为通用汽车的形象工程,采用了大量的航空级材料,整个车身重量控制在了817千克,且风阻系数为0.19。
如此不计成本的投入尚且如此,更遑论亲民纯电动汽车了,最终续驶里程过短的EV1仍然找不到销路,只生产了2000多辆。
随后传统车企就放弃了纯电动路线,改为混动,直到特斯拉的出现。原因是特斯拉21世纪之初就使用了锂电池,这在当时绝对是一个大新闻。传统车企认为锂电池不安全,不稳定,会带来大量的质量问题,但特斯拉不管这些,其当时首要目标就是解决纯电动汽车续航里程过短的问题。
续航里程如果不能满足基本需求,纯电动车就会胎死腹中,没有存在的必要。
特斯拉的大胆尝试为纯电动车带来了新的曙光,同时也带来了灾难,全世界都开始关注锂电池技术研发,最终在10年内将锂电池带到了一个相对可控的程度,本田、通用、大众的混合动力车型开始采用锂电池。
可锂电池的竞争依然没有缓解---那就是虽然可以制造家用车,但续航里程依然是最大的问题,续航焦虑是消费者最先考虑的问题,于是能量密度开始成为电池企业的焦点,汽车企业争相推出更长续航的汽车。
随着技术的发展,如今的纯电动汽车已经由最开始的300公里到400公里再到500公里,事实上当500公里续航已经足够满足消费者需求,续航焦虑被大大缓解的时候。电池技术的发展又到了一个分水岭,能量密度当然需要过分提高,但要不要过分追求而忽略安全呢?。
在当前的技术条件或材料限制下,盲目提高能量密度、提高电动车续航会再一次将电动车引入万丈深渊,大量的质量、自燃问题会削弱消费者对电动汽车的信任,导致电动车的推广受阻。
此前搭载某型号电池的车辆多次发生自燃,就导致原本购买纯电动汽车的用户开始犹豫,最终选择观望或购买燃油汽车。
此时的比亚迪提出,相比过分追求能量密度,安全是一条更稳重的选择,在注重安全的前提下循序渐进的提高能量密度方是正途。
于是,比亚迪在过去磷酸铁锂的基础之下,研发出了刀片电池。通过对传统磷酸铁锂电池电芯,模组和电池包三层结构重新设计, “刀片电池”省去了模组和大部分支撑结构,由电芯直接成包,大大提升空间利用率---同样的电池体积里,现在可以塞下比以前多得多的电芯。
据比亚迪给出的数据,对电池包的重塑使刀片电池单位体积能量密度提升 50%,相当于原来满充能跑 400 公里的电动车,如今能跑 600 公里。
能量提升的前提是安全,在电池安全的测试标准中,目前能稳定通过针刺实验的只有刀片电池,而这一标准只是国家推荐标准,而非强制标准,言外之意表明目前很多电池都做不到如此安全。
所谓针刺实验就是破坏电池内部构造,人为制造短路,进而积蓄能量,从而出现热失控。三元里电池内部化学反应过分活跃,几乎在针刺的一瞬间就发生了热失控,失去电压,引发爆炸,从而自燃,磷酸铁锂电池虽然没有爆炸,但也有大量烟雾产生和热量释放。如此热量堆叠会对其他电池产生影响,进而影响电动车的安全。
刀片电池在针刺实验中安然无恙,同时电压以一种极为缓慢的方式慢慢降低,直至为零,也就是说刀片电池可以更好的避免热失控,也可以避免影响其他电池,更重要的是可以给消费者更长的反应时间,保证安全。
针刺实验虽然是模拟极端状况,但背后所反映的短路问题却十分广泛,电池在日常使用中,随性能、充放电和环境的变化,都有可能引起短路,一次短路就是一次「针刺实验」。
刀片电池可以说是在性能堆叠方向之后,代表电池发展安全技术路线的拓荒者,日后也会成为电池史上公认的代表作之一。
第二重·成本
成本包含消费者使用成本和企业成本。
比亚迪显然清楚磷酸铁锂在冬天有老大难的问题,因此在技术路线上采用「少用油」和「不用油」两种手段取长补短。针对冬天的状况,比亚迪更推荐DM-i混动系统。即便如此,刀片电池也是目前对消费者最友好的电池组。
其中的第一层原因就是刀片电池的循环次数可以达到3000周,而三元锂电池则只有1500周,在使用寿命和性能上都有无可比拟的优势。
第二层原因是磷酸铁锂目前成本较低,更容易做出更亲民的产品,基于此之上的刀片电池,也有这方面优势,而对这一点来说,比亚迪掌握更大的主动权。
如今的刀片电池开始供应国内外大多数车企,其中红旗品牌确定使用刀片电池已经完成出货。
在发布会上,比亚迪发布的几款新车,尤其秦Plus、宋Plus以及e2,我们会发现其纯电动汽车已经接近同级别燃油车的价格。对消费者来说,接受纯电动汽车的门槛大大降低,消费者选择纯电动车只需要考虑动力源即可。
过去能做到同级别燃油车和纯电动同价的车型只有高端车型,原因是高端车型存在溢价,可以Cover电池巨大的成本。随车型等级的下降,溢价越来越少,电池成本已经无法弥补,所以过去同级别纯电动车型远远高于燃油车,很多紧凑型电车的价格已经可以购买到中级燃油车的水平,这让消费者很难接受。
即便在电动车领域投入巨大的大众汽车,也只是做到了ID.4和Tiguan一样的售价,但ID.3这种入门级车型却不能,也因此没有引入国内,说明经济型纯电动汽车拉低成本尤为困难。
这次比亚迪全系搭载刀片电池,售价进行了大幅下拉,几乎是第一家做到了同级别燃油车和纯电动车同样售价的车企。
而对那些依靠采购的纯电企业来说,要实现这个降成本的目的很难。唯有介入进入电芯生产,才可以更好地往前端渗透,与供应端博弈电池原材料层面的成本。比亚迪不需要,通过对电芯设计、生产过程、正负极材料以及系统设计,使电池价格大幅下滑,进而使自身的纯电动汽车具备价格优势。
这是比亚迪独一无二的优势,自己掌握电池,自己生产汽车,同时自主研发刀片电池,掌握核心技术,乃至全球受影响的芯片,比亚迪也可以置身事外,以电池、OEM、汽车设计制造研发,全领域的涉足使比亚迪拥有更好的成本优势。
此次参加活动,参观了重庆弗迪电池工厂,记忆深刻的有两点。第一,之所以此前比亚迪产品销量迟迟不能交货,在于电池产能处于爬坡,如今弗迪电池逐步走上正轨,会缓解目前市场缺货的现象;第二,比亚迪对电池产能的规划尤为恐怖,以目前纯电动汽车的销量和电池产能,我们无论如何也想象不到比亚迪会在2025年,电池产能会提升至目前的几十倍,达到400+Gwh。显然,纯电动汽车即将迎来爆发。
如此之大的规模,对快速降低电池成本显然大有裨益,同时这也是未来比亚迪纯电动车竞争的优势,比亚迪或许是目前国内第一家电池、汽车并重的企业,也可能是第一家做到同级别纯电动车低于燃油车的车企。
全产业链涉足,讲真有点恐怖。