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2017广州车展

主力纯电中级车,动力电池有门道

2018-10-25 15:22:35
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与同级别竞品横向对比,重点从电池整备形式(是否垂直整合、自主研发技术、生产工艺的先进性)、电池的与技术(电池能量密度、温控管理和封装方式)两个大方面进行比对,解读各车型搭载的电池的优劣性,突出Pro EV500的电池领先同级,能够带给用户更好的用车体验。

主力纯电中级车,动力电池有门道

在油价疯涨和环境污染的大背景下,电动汽车进入了快速发展时期。但由于以往电动汽车的成本高、电池循环寿命短、续航里程短等问题,一直制约着电动汽车进一步大规模推广。由于政策利好,今年各大主机厂纷纷加大了新能源汽车的投入力度,但是对于比亚迪来说,经过十余年的技术积累,旗下各款纯电动车型一直引领行业技术升级。

诞生于比亚迪"e平台"的王朝系列家族的专业级纯电智能轿车秦Pro EV500凭借美型自进化、智能自进化、质感自进化、动能自进化,为纯电中级轿车市场树立了全新的价值标杆。

这个标杆可不是说说而已,秦Pro EV500最高500km的续航里程,在同级别纯电动轿车中没有对手。其核心技术之一,便是比亚迪自主研发生产的三锂动力电池包。

▶▎ Less Battery,More Range!

"Less Battery,More Range!"是一个行业难题。现今汽车的结构设计已经固化,留给电池组的空间十分有限。所以说,电池数量大多被限制在某一个区间内,提升存在难度。想要增强电池车的性能,唯有在能量密度上做文章。

电池的能量密度基本由电池的正负极决定的,正极材料(如镍钴锰、镍钴铝等)对能量密度影响较大,很多非活性物质,比如导电辅助剂、活性粉末之间的粘结剂、隔离膜、阴阳极的箔材、绝缘固定的胶纸、铝塑膜壳或者钢铝壳等等对电池能量密度也有影响。

秦Pro EV500搭载的比亚迪三锂电池以镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2作为正极材料,镍钴锰酸锂电池是在钴酸锂电池的基础上经过改进高安全性的正极材料,在层状结构中以Ni和Mn取代部分Co,减少钴的用量。

特斯拉采用的则是松下提供镍钴铝酸锂电池,制作工艺要求高、成本高,并且镍钴铝晶体结构较镍钴锰不稳定,容易在较高温度的情况下,发生崩塌导致热失控,进而引发风险。相比之下,比亚迪选用的镍钴锰的热稳定性更佳,同时镍含量比例较少,在提升能量密度的同时兼顾安全性,能更好做到续航与安全的平衡,因此作为动力电池更为安全。

电池的能量密度越大,单位体积内存储的电量越多。相同重量的情况下,电池的能量密度越大,续航航能力也越强。

依托于比亚迪全新的"e平台"技术,秦Pro EV500相比秦EV450,电池容量从60.48kWh降至56.4kWh,最大续航里程却从450km提升至500km,此番"逆向生长"看似不可思议,实际却蕴含着技术的长足进步。

目前比亚迪三元锂电池单体能量密度200Wh/kg,电池包则是160.9Wh/kg,按照现行国家补贴政策可获得最高1.2倍补贴系数,代表着比亚迪三元锂电池生产技术已经达到目前可量产的大容量方形铝壳电池的最领先水平。

秦Pro EV500装备的比亚迪自主研发的三元锂电池包能量密度比同级别用宁德时代的两位竞争对手长安逸动EV460和吉利帝豪EV450要高出一大截,也比百万级的特斯拉Model S所用的松下电池组能量密度高约8%。

▶▎电池温控管理:稳定大于一切

想要让高性能电池包平稳运作,一套负责"维稳"的电控系统必不可少。电控系统的日常工作,就是通过电子信号将能量传分配至四轮上,同时将遍布全车的传感器将各部位的信息及时反馈、交换。

鉴于空气的比热容远远小于水,比亚迪选择了更高效、更昂贵的液态温控系统提供电池包温度管理。通过液体介质进行保温和降温,最大限度提升了温控效率,并保证电池温控效果的均一性。在夏季高温条件下,制冷压缩机为冷却液降温,在寒冷严冬,专门的独立加热器提升介质温度,而液体介质在整个电池包内循环,并使用特殊保温材料,确保动力电池在复杂的温度环境之下保持稳定可靠的工作效能,并延长电池寿命。

▶▎方形铝壳锂电池成为主流

目前的汽车动力电池封装技术主要有三种,即圆柱、方形和软包,不同的封装结构意味着不同的电池特性及各自的优缺点。

特斯拉使用的松下电池的封装形式跟我们平常生活所用的5号电池类似。圆柱型锂电池历史悠久,工艺成熟,生产自动化程度高,产品品控稳定,成本相对较低。

但是,由于圆柱外形导致的空间利用率低,体积一般比较大。更麻烦的是,由于圆柱电池的径向导热性能不佳,电池的卷绕圈数不能太多(18650电池的卷绕圈数一般在20圈左右),因此单体容量较小,应用在电动汽车上时需要大量单体组成电池模组和电池包,连接损耗和管理复杂度都大大增加。

 

相比之下,比亚迪秦Pro EV500、长安逸动EV460和吉利帝豪EV450都不约而同地采用了方形锂电池,其中逸动EV和帝豪EV的电池由宁德时代提供,秦Pro EV500的方形铝壳锂电池由比亚迪自主研发生产。电池壳体用镁铝合金,内部采用卷绕式或叠片式工艺,电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善。结构也较为简单,不像圆柱电池采用强度较高的不锈钢作为壳体,所以比亚迪方形铝壳锂电池包整体重量更轻。

随着电动汽车市场的进一步扩大和对续航里程要求的不断提升,新能源车企对动力电池的能量密度、制造成本、循环寿命和产品附加属性等方面都提出了更高的要求。比亚迪方形铝壳锂电池排列安装紧密,具有空间利用率高、生产效率高的优点,这是圆柱锂电池不能比的。

▶▎比亚迪用技术将梦想变为现实

比亚迪在新能源汽车技术方面的世界领先并非信口开河,其新能源汽车产业链纵向一体化布局具有绝对的行业优势,而这种优势在纯电车型上更为显著。现在通过秦Pro EV500,更多的消费者已经能够体验到比亚迪借助全球领先电池技术为旗下纯电汽车带来的优势加成。

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