把自燃抹掉? 比亚迪刀片电池全解析
2020年3月29日,比亚迪正式发布了“刀片电池”。在发布会上,比亚迪集团董事长兼总裁王传福表示:“‘刀片电池’体现了比亚迪彻底终结新能源汽车安全痛点的决心,更有能力将引领全球动力电池技术路线重回正道,把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。“作为实业派的比亚迪来说,究竟刀片电池有什么过人之处呢?
“刀片电池”为何而来
现如今,提升车辆续航里程最简单的方法无非就是增大电池组,或者提升电池容量密度。其中,被广泛使用的三元锂电池就是因为在容量密度方面更具优势,所以才被各大车企所青睐,但随之而来的自燃等安全问题也让部分车企头疼不已。
而磷酸铁锂电池则恰恰相反,极强的安全性一直得到商用车领域的认可,只不过能量密度一直赶超不了三元锂电池组。有没有两全其美的电池呢?比亚迪的“刀片电池”了解一下。
热失控与“针刺穿透测试”
虽然电动汽车起火概率要低于柴油和汽油发动机车辆,但起火以后迅速蔓延以致爆炸的特性总是让人不寒而栗。根据新能源汽车国家大数据联盟数据显示,2019年5月以来出现事故的车辆,以2018年生产的车为主。其中,事故车辆86%为三元锂离子电池。而这其中,绝大多数起火原因都是与电芯热失控密切相关的。
那么什么是热失控呢?电池的热失控是指电池内部化学反应的产热速率远高于散热速率,大量热量在电池内部积累导致电池温度急速上升,最终引起电池起火或爆炸。而最简单引起电池组热失控的方法就是针刺穿透的短路。
比亚迪在发布会当天播放了一段对比三种电池针刺实验的视频回应了之前网络上对于刀片电池超强安全性的质疑。在视频中,钢针将动力电池电芯刺穿,造成电芯内部的大面积短路。在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象,电池表面的鸡蛋被炸飞。
传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火,有烟,表面温度达到了200℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦;比亚迪“刀片电池”在穿透后无明火,无烟,电池表面的温度仅有30-60℃左右,电池表面的鸡蛋无变化,仍处于可流动的液体状态。
创新结构?突破磷酸铁锂电池组能量密度瓶颈
上图就是传统的电池包结构,它由多个电芯组成,由于电芯与电芯之间并没有相互的支撑力,所以它只能装在带有横梁的电池包中。这样虽然对电芯有了些许保护,但无法避免的是降低了电池包的能量密度和增加了电池包的整体重量。
而刀片电池组就更为简单了。它就像咱们平常弯折直尺一样,虽然能被水平的力量弯折,但很难被垂直的力量破坏。与此同时,电芯以阵列的形式装到电池包之中,从而减少了横梁是使用,提升了电池容量密度,降低了电池包的整体质量。
比亚迪“刀片电池”通过结构创新,跳过了“模组”,大幅提高了体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统的有模组电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,续航里程已经达到了高能量三元锂电池的同等水平。
刀片电池依旧继承了磷酸铁锂电池优势
除了上面所提的优势以外,刀片电池依旧继承了磷酸铁锂电池充电次数多,损耗低等优势,这一点虽然没在发布会上提及,但依旧是磷酸铁锂电池抹不掉的光环。
比亚迪汉有望6月投产上市
据王传福先生现场透露,首款搭载刀片电池是比亚迪旗舰级轿车——比亚迪汉EV,作为“王朝家族”的旗舰级轿车,其综合工况下的续航里程达到605公里,百公里加速3.9秒,整车设计特别是内饰部分演绎出全新的家族设计语言,该车有望在今年6月份在深圳投产上市。
距焦观点:对于当下的新能源汽车的消费者来说,除了政策原因之外,最大的困惑就在于电池的安全性和耐久性,毕竟自燃影响到了自身安全,而电池的耐久性直接影响到了钱包。作为国内电池老大,比亚迪从技术方面解决了消费者的后顾之忧。
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