对于动力电池的安全隐患,车企给出了终极处理。
不用说,在续航方面,电动车早就一年一个台阶了,NEDC破500km是常事。充电不再困难。30%到80%电量半小时是旗舰机型的标配;至于安全性,仍然是电动车无法回避的难点。或许,这家车企的创新将解决动力电池安全隐患的终极问题。
刀片电池挑战针刺试验
3月29日下午,比亚迪以线上发布会的形式公布了刀锋磷酸铁锂电池(以下简称刀锋电池)。发布会上,比亚迪播放了三种电池挑战针刺测试的视频。
视频内容如下:在相同的测试条件下,三元锂电池在针刺的瞬间温度变化剧烈,表面温度
迅速超过500℃,极热失控,开始猛烈燃烧,电池表面的鸡蛋被炸飞;传统磷酸铁锂电池被击穿后,没有明火,电池泄压阀喷出烟雾。表面温度达到200℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦。比亚迪的“刀锋电池”穿透后没有明火,甚至没有烟雾。电池表面温度只有30℃左右,电池表面的鸡蛋没有变化。
对于国内消费者来说,针灸测试不应该是一个陌生的测试。2065 438+08 10月24日,18,工信部发布了三个强制性标准草案,其中一个是关于GB《电动汽车用锂离子动力电池安全要求》。在这份草案中,除了取消所有模块级的测试,还取消了对单体电池针刺的要求。
针刺试验是模拟锂离子电池内部短路导致热失控进而爆炸起火的试验方法。作为经典的电池安全测试方法之一,针刺测试为何被取消?
当时对于征求意见稿的编制说明给出了三个理由:一是暂时不执行《准入管理》中的规定;第二,两个IEC标准不使用针灸;第三,认为针刺与实际失败模式不相符。
说到底是因为当时三元锂电池占据了市场的主流,但是三元锂电池使用的正极材料(镍、钴、锰)的升温速率非常高,200摄氏度的温度会造成热失控。因此,由于天生的缺陷,我无法通过针灸考试。即使是现在,三元锂电池技术也在不断进步。到目前为止,还没有一款三元锂电池能通过针刺测试。
正因如此,在考试标准上,针灸考试被业内公认为最难通过的考试,处于考试金字塔的顶端。在实际意义上,它能通过针刺测试,意味着电动车的底盘能承受任何复杂的路况。从这一点来看,比亚迪刀片电池将引领全球动力电池安全达到一个新的高度。
“刀锋电池”为什么能征服针灸测试?
刀片电池通过针刺测试,可以说引爆了网络。动力电池可以安全到让消费者对电动汽车印象深刻。比亚迪比亚迪公司董事长王传福甚至在发布会上直接表示,刀锋电池将引领全球动力电池重回正轨,将“自燃”从新能源汽车的字典中彻底抹去。
比亚迪刀锋电池为什么能征服针刺测试?
刀片电池能战胜针刺测试首先得益于磷酸铁锂电池本身。磷酸亚铁锂本身结构稳定,热稳定性高,使用过程中体积变化小。
比亚迪在电池内部高危安全场所采用耐高温、绝缘性能优异的高温陶瓷涂层,安全性能大幅提升。即使电池内部短路,一般也不会有剧烈反应,极端情况下也只有冒烟。从测试的视频可以看出,即使是针灸,也没有冒烟。
高院士评价比亚迪刀片电池在针灸实验中的优异表现:“刀片电池在真实实验中的表现非常优秀。我觉得表现优异可能有两个原因。一方面是因为刀片电池是长条形电池,散热面积比较大;另一方面,针刺时,它的短路会回落很久,所以它的产热能力会相对下降。一方面产热减少,另一方面散热增加,当然升温速度会比较小,所以针灸的表现很好。”
如果要找一个新能源汽车领域的权威,高院士一定榜上有名。高院士长期从事节能与新能源汽车能源动力系统研究,主持并参与了相关国家和国际重大科技计划,现为国家863重大项目“节能与新能源汽车”专家组组长,中美清洁能源联合研究中心“清洁汽车”联盟中方首席科学家。2017,165438年10月当选中国科学院院士。
高院士认为,未来动力电池应在设计和产品工程上不断创新。他认为刀片电池就是一个很好的例子。
兼顾长续航和长使用寿命。
安全是动力电池的基石,但高续航、长寿命才能赢得车企的青睐。
我们知道,传统电池组的生产可以分为两步:第一步,电池模块由电池组成;第二组装模块被布置在托盘上以形成电池组。电池模块中电池的空间利用率只有80%,其他都是模块的结构件。
从模块到电池组,需要在模块之间布置很多横梁来保证整个电池组的强度,其他结构件使得电池组中电池模块的利用率只有50%。那么电池反向模块的空间利率是80%,乘以模块对电池组的利用率50%,等于40%。
比亚迪另辟蹊径。电池不仅用作能源部件,还直接制成结构部件。比亚迪直接把电池拉伸,固定在电池组的边框上,这样电池也变成了一个结构件,直接增加了对电池组的支撑量,解决了固定和强度的问题。
与以往的铁电池相比,由于形状的直观变化,刀片电池可以直接以一片一片的排列方式装入电池组外壳,而不需要各种横梁和纵梁在模块和电池组中起到固定作用。该方案可以使电池组的空间利用率达到60%以上。
刀锋电池采用无模块电池组的模式,将电池组整体空间利用率从过去的40%提高到60%,直接将搭载磷酸铁锂电池的电动汽车续航里程提升到三元锂电池汽车的水平。
以前磷酸铁锂电池以安全、环保、寿命长著称,但是组能量密度不如三元锂电池,而刀片电池解决了这个问题。
以比亚迪韩EV为例。韩EV的车身尺寸为4980×1910×1495mm,轴距为2920mm。比亚迪韩EV作为一款中大型车,搭载了77kWh的大电池,整备质量仅为2020kg。这是由于刀片电池比能量高,韩EV可以把电池做得又大又轻。
另外,磷酸亚铁锂材料可逆性好,电位低(稳定性好),充放电时膨胀小。据了解,比亚迪的刀片电池可充放电3000次以上,行驶1.2万公里。
动力电池格局会变吗?
动力电池从出现开始,三元锂和磷酸亚铁锂就在争霸。双方势均力敌,各有优势。但刀片电池安全性的突破,将比赛形势推向了高潮。王传福在发布会上表示:“坦率地说,对电池能量密度不切实际的追求,完全背离了动力电池产业的发展路线,让新能源乘用车的安全信誉付出了非常沉重的代价。”
王传福直指三元材料本身:“过去几年,由于电池行业不同企业的技术和质量控制水平参差不齐,再加上三元材料本身的特性,电动车自燃甚至爆燃的事件明显增多,高能量密度的三元电池安全问题暴露无遗。俗话说得好,所有的荣耀都失去了。对于行业的偏差,作为行业领导品牌的比亚迪应该怎么做?”
正如王传福所说,高镍811三元电池推广了一年多,至今没有成为主流,这是因为目前的技术还不能解决高镍的爆炸性。一旦发生意外,会给三元电池带来毁灭性的打击。锂铁电池天然具有安全性高、成本低、寿命长等优点,但其致命的低能量密度一直为人诟病。
刀锋电池不仅仅是靠安全上一层楼,更是直接通过了针刺测试,没有人比它优越。而且刀片电池的体积能量密度接近811三元锂电池。体积密度高,可以在较小的空间内布置大容量电池,电池一次充电可以满足600公里的续航要求,克服了锂离子电池能量密度低的弱点。
2019年全国动力电池装载容量共计62.2GWh,同比增长9.2%。其中,三元电池累计装载量40.5GWh,占总成车的65.2%,累计同比增长22.5%;磷酸铁锂电池累计装载量为20.2GWh,占整车装载量的32.5%,同比下降9.0%。比亚迪刀片电池以安全为阵营,以长续航、长寿命为先锋。这场动力电池路线之争,最终的话语权属于谁,不得而知。但是,随着刀片电池的进入,2020年的电力市场格局将会改变。
用刀片电池进行“改革开放”
从自给自足到外供,王传福从2017下半年开始思考这个问题。王传福被国产车载动力电池当代安普科技有限公司触动,无论是出货量还是装机量都后来居上。
“魏的这个情人,的”取自《诗经·风雅·桑柔》,意为诚实、忠信、勤勉。比亚迪成立五家福迪公司,进一步加快新能源核心零部件对外合作。这五家子公司分别是福迪电池有限公司、福迪视觉有限公司、福迪科技有限公司、福迪电源有限公司和福迪模具有限公司..
王传福把福迪和比亚迪的关系比作行星和恒星的关系。他希望福迪部门的每一家公司在各自的领域都是独一无二的。坐标深圳比亚迪,这场“改革开放”从刀片电池开始。
富迪电池股份有限公司注册于2019年5月5日,其前身是比亚迪锂电池有限公司,早在1998就成立了。据王传福介绍,这种刀片式电池只在比亚迪韩春电动车上使用,没有计划用于其他车辆。
安全性高,续航时间长,使用寿命长,比亚迪股份有限公司副总裁、福迪电池股份有限公司董事长贺龙表示,“你能想到的几乎所有汽车品牌都在和我们探讨基于‘刀锋电池’技术的合作方案。”新能源汽车产业的格局将会改变。
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