宋楠:唐EV四驱版使用手册之动力电池安全性(7)

作者:悠然 来源:新浪汽车 47 2019-09-22

从2018年开始,特斯拉Model3、华晨宝马X1PHEV装备“811”镍钴铝三元锂电池的新能源车辆上市。“523/622/811”主要为三元锂电池正极材料的分配比例,例如宁德时代的“811”NCM三元锂电池即为正极材料用80%的镍、10%的钴和10%的锰构成。由于高镍,高能量密度较高,而低钴,成本又更为可控,因此目前众多新能源汽车主机上纷纷宣布上马“811”NCM电池,其中包括蔚来、吉利、广汽、小鹏和威马等众多厂商。

本文新能源情报分析网独家撰写,唐EV四驱版搭载的“622”镍钴锰三元锂电池总成技术状态,比对“811”镍钴锰(铝)三元锂电池特点深度解析。

高能量密度必然带来电芯生产、系统管控的难度,高电池容量密度也是影响电池安全的重中之重,相比于其他品牌积极拥抱“811”,作为电池起家的比亚迪新能源旗舰唐EV车型却在此时坚持采用“622”的NCM电池。

1. 不同配方“523/622/811”电芯的优劣势

“811”电芯相比“523/622”而言能量密度以及性能方面有着较大的提升,一般而言,业界对三元锂电池能量密度的预期是NCM523:160-200Wh/kg,NCM622:230Wh/kg,而NCM811则要到270Wh/kg以上。这指的是单体电芯没有PACK时的电池能量密度,如果匹配电池包后,比如即将采用宁德时代“811”电池的吉利几何A电池密度能达到182Wh/kg,广汽AionS能达到170Wh/kg,而一众采用“622”电池的能量密度仅140-160Wh/kg。

目前新款长续航宝马X1 PHEV车型,由于已经使用了宁德时代NCM811电池,在电池包重量仅比老版本增加2.5公斤情况下,电池包能量密度提升61%,电量增长63%,纯电续航由此增加了83%,达到110公里。

既然“811”电池这么好,比亚迪作为拥有电池核心技术的企业,为什么没有在品牌旗舰纯电车型唐EV上匹配“811”电池,而是继续使用NCM622呢?因为NCM811材料能量密度高,但是也会带来其他的问题,首先就是循环过程衰减快,倍率性能差,很大程度上限制了其大规模使用,这也是目前宁德时代并没有大批量交付NCM811的原因,电池的均衡性不够好,产品批次不合格率相比NCM622电池高出许多。

其次,就是电池安全问题,即使在目前大部分新能源车企仍在使用NCM523/622电芯的同时,还是会存在新能源汽车自燃的出现,各品牌电池热管理系统技术参差不齐,NCM523/622电芯相比于NCM811电芯在热失控方面安全性相对更好。

2. 唐EV让消费者明白新能源汽车到底什么最重要!

新能源汽车目前发展最重要的到底是什么?笔者之前的稿件中早就给出了答案,那绝对就是电池的安全。笔者对于特斯拉这个品牌一直有个观点:“如果特斯拉是中国品牌,估计就我国消费者对于国内品牌产品力的严苛程度,特斯拉早应该破产了”。

特斯拉作为一个美国电动车品牌,主打的高科技,高性能的标识,但整车的安全性以及做工质量问题,还有过高的售价意味着终究只能成为小部分人群的玩具。但即便如此,电池的安全性问题依旧是特斯拉最需要解决的。

而比亚迪同样作为全球最领先的新能源汽车品牌,发展路线和特斯拉却大相径庭,相比于特斯拉过于追求的极致性能,比亚迪一直把电池安全放在新能源汽车制造的首位,比亚迪唐EV采用了更为安全的NCM622电池,而搭载的智能电池温控系统,具备高温冷却、低温充电加热和智能温度均衡功能,整车经过高原、高寒、高温极端工况匹配验证,可使电池在各种环境温度下均处于最高效工作区,保证整车在高低温环境下的充放电性能,大幅提升电芯全生命周期性能、寿命和安全性。

还有关键的一点,比亚迪从早期的磷酸铁锂电池NCM523/622电池总成,一直是比亚迪自身这种从电芯制造的上游端、动力电池总成、车型平台正向开发和诸多分系统原创研发的全产业链的高度垂直整合的体现。而且特别值得一提的是比亚迪电池自投放市场15年来,保持了电池安全零事故的纪录,更有无故障单车行驶超百万公里的可靠品质。

不过电池安全只是整车安全的一部分,唐EV延续“E平台”的综合优势,“3合1”电驱动、“3合1”高压电等,导致的技术优势具备压倒所有品牌车型的硬实力,之前迭代的技术提升,体现出综合可靠性和安全性。

另外,相比于特斯拉依赖于自建专属超级充电桩不同,比亚迪唐EV搭载旗下最先进的高配版“三合一”高压集成模块,不仅在国标充电桩的适应性方面完爆特斯拉,而且唐EV依托于升压快充技术,可以实现国标充电桩最快将近90千瓦的充电效率,不仅提高消费者的通行效率,同时兼容性的提升也是整车安全的一大保障。

比亚迪唐EV车型采用9层高压安全保护设计,全方位、多维度、多层级保障高压系统安全,不会发生漏电事故,保护乘员的安全。比亚迪9层高压安全保护设计分为两个层级主动高压安全和被动高压安全。主动安全包括业内最高级的IP67防护等级保护、高压标识、高低压隔离和主被动放电等部分;比亚迪高压安全的被动安全包括漏电保护、分压控制、高压互锁、碰撞断高压等设计。

在9层高压安全防护系统的掌控下,比亚迪纯电动汽车的安全性得到了进一步的提升。比亚迪唐EV车型不仅在动力和续航上处于领先地位,在动力电池安全、高压防护安全上更具有显著的优势。同时比亚迪硬件高度集成一体化的“e平台”,是新能源汽车全产业链的核心技术,定义了未来汽车硬件新的行业标准。唐EV通过依托于“E平台”的高度集成化和标准化,成就了如今高性能和高安全性的特征,也构筑了专业纯电科技的硬核。

笔者有话说:

从锂电池研发与应用的轨迹不看难看出,最早应用在能量需求较小的数码消费类产品。随着终端用户的需求不断攀升,锂电池加大体积达到一定极限时,就要向性能提升的方向发展。而体积和性能都处在一个相对矛盾尖锐的状态时,很难避免问题的出现。基于这种“否定之否定”螺旋式的循环发展,磷酸铁锂电池发展到瓶颈,NCA和NCM不同配方的三元锂电池应运而生。当电动汽车发展到一定状态,对三元锂电池的需求超过了一定的科学极限时,NCM类三元锂电池延伸出 523\622\811等细分电池技术和系统。

笔者撰写此文目的并不是要否定NCM811电池系统的未来发展方向的正确性和存在的必要性。而是因为,中国新能源技术、整车及全产业链发展有些快,诸多设计安全的核心技术验证时间太短。尤其是不同配比NCM三元锂电池,几乎1年一个提升(2016-2017年523、2017年-2018年622、2018-2019年811)。

笔者认为,811配比的NCM三元锂电池还需要更长时间测试及装车后全寿命周期的验证。

任何事物的发展都是循序接近,一步一个脚印,新能源汽车的发展只有坚持安全第一为前提的情况下,才能够保证新能源汽车市场的持续发展与繁荣,相比于特斯拉对于电池安全的漠视,国内本土许多新能源汽车品牌,比如比亚迪、前途等对于电池安全性的考虑让人记忆犹新,笔者再次引用前途汽车企业负责人的观点作为结尾——“揣在口袋里的手机电池安全问题或许是个人问题,而新能源汽车的动力电池安全问题却是社会问题”。

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