磷酸铁锂逆袭 比亚迪推出刀片电池背后有什么秘密?

时间:2020-02-27 09:04:38 | 作者:娱乐前沿网 | 点击: 123 次

  易车《求实》  2019年对于中国车市而言并不好过,而自6月国家对于新能源汽车补贴大幅降低之后,新能源汽车领域更是如履薄冰,销量呈现6连降的趋势,在业界对新能源汽车出现唱衰的声音之后,比亚迪董事长兼总裁王传福在今年年初提出了“刀片电池”的理念,将磷酸铁锂重新推上前台。为何比亚迪会如此坚定选择磷酸铁锂,刀片电池的推出是变革、创新?比亚迪在推出刀片电池的背后又有着怎样的考量呢?    对于新能源车来说,最大的困扰无异于能量密度与里程焦虑,曾几何时磷酸铁锂曾是动力电池的主力军,其凭借着良好的稳定性、安全性、寿命长以及成本较低受到市场青睐,但与此同时它的不足也相当突出,那就是能量密度有限。    三元锂电池

  能量密度上限低决定了电池的续航表现,在人们对于新能源车续航的忧虑面前,它的局限性被无限放大,而三元锂电池凭借能量密度高的特性,迅速成为市场的新宠,最近几年来电动汽车续航里程的快速提升与三元锂电池有着分不开的关系,可以说,在现阶段的乘用车领域,三元锂电池更加强势。    圆柱电池

  纵观现在常见的动力电池封装形式大致分为三类,圆柱、软包以及方形三种形式。其中圆柱电池的发展时间最长,技术相对而言最成熟,标准也比较完善,其优势在于各个电芯之间空间较大,在散热方面会有较大优势,但相比而言能量密度会受影响,另外由于其数量较多,对于电池管理系统会提出更高的要求,在组成电池组时需要使用钢壳,轻量化方面也难言满意。    方形电池在国内普及率很高,因为其结构较为简单,生产并不复杂,而且其不像圆柱电池那样采用强度较高的不锈钢作为壳体,所以在理论上能量密度比圆柱电池要更胜一筹。但目前而言其并没有形成统一的标准,标准化程度较低,因此成本会比较高。    软包电池

  软包电池采用叠加的方式,在体积上相比于圆柱和方型会更薄,而其能量密度在理论上是三种电池中最高的。而且因为软包电池的体积较小,所以其在电池布局的灵活性上要更好一些,软包电池外部虽然也是硬壳包装,但内部每两片软包中间都需放置冷却片,通过冷却液流动保证电池处于最适宜的工作温度,这就意味着软包电池BMS电池控制系统会更加复杂。    比亚迪此时推出的“刀片电池”既可以称之为封装形式的延伸,也可以称为一种创新。之所以称为刀片,是对于其外观的直观描述,通过对于电池结构的改变,将电芯进行扁平化设计,将多个长单体电池集合成电池阵列,就像将薄薄的刀片集成排列,长电池单体的容量更大,而扁平的排列极大程度较少了空间的浪费,使得电池组整体的质量和体积上更加紧凑,进而提升电池组整体的容量。    由于采用了GTCP无模组技术,将原先电池单体与电池组之间的模组去掉,将电池单体直接与电池组相连,较传统电池零部件数量有所减少,电池组的制造工艺有所简化,组装难度降低,生产效率提升,可以说刀片电池与GTCP无模组技术的结合在能量密度提升的同时对于降低生产成本也有着显著的帮助。

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  通俗来说,电池能量密度是由两个维度进行定义,其一是重量比能量密度,其二则是体积比能量密度。比亚迪的刀片电池重量比能量密度提升了9%,不逊于“811”的三元锂电池,而体积比能量密度提升则高达50%,这也使得其能提供的最大续航里程达到605km,具备了与三元锂电池抗衡的能力。更重要的是,据相关人士透露,刀片电池的推出使得比亚迪在动力电池的成本方面预估能下降 20%-30%,以电池成本下降带动整车成本下降,也就是说,刀片电池可以在能量密度比肩三元锂电池的基础之上,继承了磷酸铁锂电池安全性高、稳定性好、寿命长还便宜的优势,这一点对于比亚迪来说尤为重要。    说到这个话题,我们先来看一下比亚迪2019年的销量,从乘联会公布的数据来看,比亚迪2019年全年销量为451246辆,燃油车型销售231893辆,占比约51%,新能源车销售219353辆,占比约49%。对于燃油车销量超越新能源车的情况,一方面是由于2019年6月之后的新能源车补贴大幅退坡导致国内新能源车市场出现大幅下滑,另一方面则是去年中国汽车行业遭遇了寒冬,不少车企都出现了不同程度的下滑,对于比亚迪来说也如是一般。    其二,自去年6月新能源补贴退坡以后,比亚迪新能源车出现一定程度的销量下滑,在总销量上被特斯拉超越,失掉了已蝉联4年的全球新能源汽车销量冠军宝座,而补贴的退坡使得比亚迪在包括政府补助在内的非经常性损益项目中受到了不小的影响,其盈利出现下降在所难免。

  动力电池方面,比亚迪在磷酸铁锂时代拥有着巨大的优势,但随着人们对于续航、能量密度等的要求越来越高,磷酸铁锂逐渐失掉了往日的光环,其位置逐渐被三元锂电池所取代,比亚迪虽然坚持磷酸铁锂与三元锂两条路线发展,但在三元锂的技术路线上并没有特别突出,近些年在动力电池方面与宁德时代的较量中逐渐优势不再,此乃忧患之三也。    虽然在补贴退坡甚至取消之后国内新能源汽车市场终将由政策导向向市场导向转化,给国内的新能源厂商造成了不小的压力,但比亚迪凭借自己完整的新能源车产业链以及技术背书,相比国内的自主品牌以及造车新势力来说还是有着明显的优势,但面对新能源市场的变化以及外资股比放开后咄咄逼人的外来者,比亚迪面临的压力依旧很大,相比内忧,外患显然更令其担忧。    特斯拉Model 3

  随着外资股比的放开,未来国内汽车行业或将再度面临洗牌,竞争将更加惨烈,市场也将更加开放,尤其是特斯拉,被允许在中国独资建厂,在减去关税、大幅降低生产成本之后,Model 3等车型还进入了新能源车的补贴目录,未来其价格或进一步下探至30万区间左右,加上即将到来的Model Y,对于国内的新能源甚至是传统燃油车市场都是不小的挑战。

  从上面我们也可以看到,比亚迪推出刀片电池一方面是在其擅长的磷酸铁锂领域有了突破,在达到与三元锂能量密度抗衡的同时也继承了磷酸铁锂安全、稳定、热失控风险低等特点,另一方面在新能源车市场逐渐失去政策扶持之后,动力电池的成本降低可以在相当大程度上减小补贴退坡甚至取消后对车辆价格带来的不利影响,使得比亚迪在与其他新能源企业的竞争中处于先机。

  一方面是利润的下滑、形势的严峻,另一方面则是来势汹汹的外来者,种种的情况使得比亚迪急需更多的变革和创新,兼顾三元锂与磷酸铁锂优点的刀片电池使得比亚迪能够重新找回底气,加上其在IGBT、三电技术等领域的技术背书,比亚迪在产品力上有了明显的提升,而面对特斯拉等外来者,更好的成本控制则可以保持其在新能源领域的竞争力,在这场破局之战中,推出刀片电池可谓是比亚迪突出重围的重要一步。    在三元锂电池的正极材料中,镍钴锰的配置当属主流,近些年来,为了尽可能的追求续航里程和能量密度的提升,三元材料的配比一直在发生变化,镍钴锰的比例由均衡到622一直到811,过高的镍含量让一些不稳定因素逐渐显露,近年来全球范围内接连发生多起新能源汽车自燃、起火事故,这也引发消费者对于新能源汽车可靠性的担忧。    近年来新能源汽车起火、自燃事件增多

  在镍之外,钴也在三元锂电池担任着非常重要的角色,其作用在于稳定材料的层状结构,并且可以提高材料的循环和倍率性能,但钴的资源比较稀缺,而且产地单一,价格昂贵,隐患较大,为了尽可能的降低成本,近期特斯拉已经宣布将研发无“钴”电池,从直观的层面来说,这也将有利于其成本进一步下降。    特斯拉或将重新回归磷酸铁锂路线

  据相关消息报道,有特斯拉相关人员透露,其未来使用的无钴电池或许将分为两种情况,其中的一种是向宁德时代采购,并匹配到中国版特斯拉车型当中,考虑到现有的技术无钴电池最成熟最可靠的就是磷酸铁锂,因此它的可能性极大(只是其中之一,磷酸铁锂并不是无钴电池的唯一解决方案),而一旦特斯拉向宁德时代采购磷酸铁锂电池,也标志着OEM和Tier1届的两大巨头也将一定程度上重新回归磷酸铁锂路线。

  磷酸铁锂又火了吗?是的,无论是站在主机厂角度的比亚迪与特斯拉,还是站在动力电池厂商角度的比亚迪与宁德时代,降低成本已经成为了他们共同的关键词,在当下这个没有硝烟的新能源战场,谁能在提升产品力的同时更快地做到成本的下降,无疑谁就将掌握更多的话语权。    对于未来新能源车的发展方向,行业内出现了几种比较主流的观点,一种认为续航里程越多越好,另一类则是不再盲目追求续航里程,但在基础充电设施建设以及充电速度等方面要快速匹配与提升,从而解决当下新能源车使用中的痛点。先前受制于能量密度的发展上限,磷酸铁锂电池在人们对续航里程的高要求中有点力不从心,但如今随着刀片电池等新技术的推出,磷酸铁锂电池已在一定程度上解决了之前存在的短板,在未来的动力电池市场还有着广大的发展空间。

  总结:

  比亚迪推出刀片电池,不只是技术上的革新,在深层次的战略上还有着更深的考量,刀片电池可使比亚迪一定程度上找回在动力电池方面的优势,而面对新能源汽车市场的内忧外患、特斯拉等外来品牌的来势汹汹,未来比亚迪可以在产品力提升的同时有效的降低成本,这也将为比亚迪的车型赋予更多的竞争力。而作为比亚迪今年的重磅车型,集诸多技术于一身的汉寄托了比亚迪众多的期望,它能否担负起中国新能源车的突围重任,在开放的环境中杀出一条血路,时间将给予我们最后的答案。