三元锂VS磷酸铁锂 电池技术进步能否化解电动车里程焦虑?
2020-04-01 20:24:59   来源:互联网
内容摘要
3月30日,外媒报道称,特斯拉计划在夏威夷某岛部署世界上最大规模的电池系统,这套电池系统由244个Megapack电池组成,每个Megapack电池一次可以存储3MWh的电量,投产之后,这个电池系统可以存储超过1GWh的电能,满足整个夏威夷州的用电。

3月30日,外媒报道称,特斯拉计划在夏威夷某岛部署世界上最大规模的电池系统,这套电池系统由244个Megapack电池组成,每个Megapack电池一次可以存储3MWh的电量,投产之后,这个电池系统可以存储超过1GWh的电能,满足整个夏威夷州的用电。

而在3月29日,比亚迪发布了被称为“超级磷酸铁锂电池”的刀片电池,号称将磷酸铁锂电池能量密度拉到三元锂电池水平,原本占据上风的三元锂电池阵营危机四起。

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时间推到一个月前,特斯拉在抖音说的“无钴,不代表一定是磷酸铁锂”,让动力电池局势更加扑朔迷离。

为何车企越来越重视电池市场主动权?动力电池的两大主力,三元锂和磷酸铁锂,谁能担起化解电动车里程焦虑的重责?

  • 三元锂 VS 磷酸铁锂

目前,三元锂电池和磷酸铁锂电池是市场上针锋相对的两个阵营。

其实在新能源汽车萌芽期,车企们试图找到突破口的是铅酸电池和镍氢电池,不过这两种电池因为能量密度难以达到需求,现在已经沦为电动自行车和电动摩托的动力电池。

1997年的日本,锂电池研发取得突破,第一辆使用圆柱锂离子电池的日产Prairie Joy EV问世,续航达200公里。不久后,新能源汽车鼻祖大胆采用了松下的镍钴铝酸锂18650电池,将其搭载在Model S量产,三元锂电池正式成为电动车主流。

三元锂电池拥有较高的能量密度,可是安全性多次受到质疑,特斯拉多次自燃便是因为其搭载的三元锂电池存在不稳定性,可以说,最早特斯拉为了里程和动力,牺牲了一部分安全。

磷酸铁锂电池则是一名更加稳重的选手,不过,早先磷酸铁锂的能量密度无法和三元锂电池抗衡,因此更多地在商用车上被使用。

CTP技术的诞生为磷酸铁锂电池争取到新机会,例如,比亚迪发布的刀片电池便是CTP技术的一种。普通的磷酸铁锂电池是cell-module-pack,而CTP全称是“Cell To Pack”,也被成为无模组技术。

很久以来,磷酸铁锂电池装车前需要将将电芯提前进行集成,这个步骤提高了电芯的安全性,也方便售后拆解修复,同时,模组的存在带来了动力电池体积、重量以及成本的上升。CTP技术便是省去了模组步骤,以在单位体积能量密度和成本上,解放磷酸铁锂电池潜力。

另一边,三元锂电池也有自己的突破空间。三元锂电池的三大正极材料是镍、钴、锂,其中,钴的价格大概是锂的6倍,这三者的比例经过522、622、811三次改变,目前,价格昂贵的钴已经越降越低,等待安全性和成本进一步提升后,三元锂电池在能量密度上依旧可以让磷酸铁锂电池望而却步。

  • 动力电池与续航

三电技术(电池、电机、电控)是新能源车的核心技术,而对于电池来说,体现在车辆上最直接的表现就是续航里程。

车辆搭载电池的能量密度和车辆自身的轻量化处理,是影响车辆续航里程的两大关键因素,例如,进口特斯拉Model 3整车重量为1874kg,电池容量75kwh,最大续航里程590km;比亚迪送EV500整车质量2070,电池容量62kwh,最大续航里程500km。

然而,在实际驾驶中,因为路况、气候、驾驶习惯等原因,车辆的实际续航里程往往和标注的最大续航里程产生差距。

2020年2月底,一台NEDC综合续航里程706km的小鹏P7工程测试车,与一台NEDC综合续航里程664km的特斯拉Model 3车型进行了一次70%城市路况+30%高速路况的“光电续航测试”,最终,P7以实际续航里程567.1km的成绩,战胜Model 3的实际续航里程508.8公里。

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随着电池技术的进步,越来越多的车型NEDC综合续航里程突破600km。比亚迪将在6月发布的新车比亚迪汉EVNEDC续驶里程达到 605 km、广汽新能源Aion LX 按照NEDC综合工况续航有650km、特斯拉国产Model 3长续航后驱版NEDC综合工况续航668km。

目前,小鹏P7仍是中国迄今为止续航里程最长的智能汽车。据悉,P7使用了小鹏汽车自主研发的全新一代高性能高安全动力电池,该电池使用的是宁德时代电芯,能量密度达到170Wh/kg。

据接近小鹏汽车供应链人士透露,依照小鹏P7高达706km的NEDC综合续航里程,其使用的应该是宁德时代最新的高能811电芯,此前,第一款搭载宁德时代811电池的是宝马X1插混,搭载811芯片后,宝马X1纯电续航里程增加了83%。

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除了高能量密度的电池,小鹏P7在行车模式下,利用电机的余热给电池加热,提升整车能量利用率,提升电池的放电量,同样条件下增加续航里程。在一定条件下,利用前端散热器和冷却风扇对电池进行散热,无需使用压缩机。

车身轻量化上,小鹏P7采用了前双叉臂、后五连杆悬架,通过悬架材质和工艺的优化,将簧下质量进一步减轻。P7的前悬架上下控制臂、转向节、减振器节叉等均采用铝合金材质,相比传统铸铁材质大幅减重;后悬架摆臂采用冲压件,强度及重量均优于同级常见的焊接零件。

综合来看,动力电池是影响电动车续航的主要因素,但并非动力电池数量堆积越多,续航里程就越高,通俗易懂地说,因为动力电池本身有重量,且需要一定的空间摆放,当车上电池到达一定数量之后,继续假装电池带来的里程增长非常有限且不经济。此外,车身轻量化技术、热管理等细节处理,也影响了一辆车的续航表现。

随着新能源汽车的普及,动力电池从能量密度、成本、产量上都有了新的需求,而两大阵营之间,磷酸铁锂电池正加快CTP技术研发,三元锂电池正最大化降低钴的含量并优化安全性,未来谁能占据高地,将是一场车企、电池厂商、电池原料产地等多方博弈。对于续航里程,在电池技术之外,车企正不断寻求自身的技术突破,且随着充电桩网络密集搭建,电动车里程焦虑将逐渐消散。









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