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在和三元鋰電池的路線之爭中,比亞迪“刀片電池”劣勢有沒有?

發(fā)布日期:2020-04-03

核心提示:在和三元鋰電池多年的技術(shù)路線之爭中,似乎已是孤家寡人的磷酸鐵鋰電池,又揚眉吐氣了一把。3月29日下午,比亞迪在深圳發(fā)布了新
在和三元鋰電池多年的技術(shù)路線之爭中,似乎已是“孤家寡人”的磷酸鐵鋰電池,又揚眉吐氣了一把。
 
3月29日下午,比亞迪在深圳發(fā)布了新一代“刀片電池”,并宣布它已在旗下弗迪電池公司重慶工廠順利量產(chǎn)下線。公司創(chuàng)始人兼董事長王傳福親自出馬,他表示刀片電池的誕生,是對新能源行業(yè)忽視安全盲目追求續(xù)航里程的一種糾偏,將“重新定義行業(yè)安全標準”、“把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里抹掉。”
 
 
比亞迪董事長王傳福
 
觀看完比亞迪這場信心十足的發(fā)布會后,一位汽車媒體人士開玩笑地說:“明天寧德時代會跌停嗎?”
 
一句玩笑之語,卻點破了刀片電池誕生背后,比亞迪對其磷酸鐵鋰技術(shù)路線的執(zhí)著,以及與三元鋰電池技術(shù)路線的爭奪。
 
何為刀片電池?
 
按照比亞迪的說法,“刀片電池本身并不是電池材料的創(chuàng)新,而是通過增大電芯的長度,把電池做成扁平的形狀。扁平形狀的刀片電池采用了無模組電池成組方式,將電池包整體空間利用率由過去的40%,提升到了60%,因此體積能量密度比過去增加了50%;此外,由于刀片電池的表面積更大,散熱性能更好,從而更加的穩(wěn)定安全。”
 
 
刀片電池外觀圖
 
弗迪電池董事長何龍介紹,傳統(tǒng)電池包的生產(chǎn)流程是:電池單體組成模組,模組再排布在托盤上,組成電池包。從電池單體組成電池包,需要大量結(jié)構(gòu)件進行連接和固定,這導致空間利用率只有40%。
 
刀片電池的做法則是將傳統(tǒng)電池單體大幅拉長,長度可以做到2米,厚度為13.5毫米。同時,在刀片電池的側(cè)脊面上安裝高強度板,讓刀片電池側(cè)面可以承擔支撐作用。這一系列設(shè)計可以讓刀片電池跳過模組環(huán)節(jié),直接組成電池包,從而提升空間利用率。“刀片電池既是能量體,又是結(jié)構(gòu)件,可以成為直接支撐電池包的梁。”因此,相較傳統(tǒng)電池包,刀片電池的體積利用率提升了50%以上,也就是說續(xù)航里程可提升50%以上,達到了三元鋰電池的同等水平。
 
簡單而言,刀片電池仍然是磷酸鐵鋰電池的一種,但是它改造了電池包的設(shè)計與工藝,因此就具有了三元鋰電池的高能量密度,又保持了磷酸鐵鋰電池的安全性。
 
而堪比三元鋰電池能量密度的刀片電池,很快就被視為比亞迪和寧德時代三元鋰電池的一種新抗衡。
 
比亞迪作為全球最大的磷酸鐵鋰電池制造商,想來“后起之秀”寧德時代的快速崛起是它心中一道“難言的傷”。
 
寧德時代成立于2011年,比1995年成立的比亞迪晚了16年。但是,根據(jù)2020年4月1日的收盤后股價,比亞迪(002594)A股總市值為1558億元,寧德時代(300750)A股總市值為2658億元。
 
數(shù)據(jù)顯示,自2017年開始,寧德時代就已超出比亞迪的電池營收,成為“國內(nèi)電池一哥”。
 
2018年寧德時代以21.18GWh裝機量奪得全球動力電池裝機量第一名,市場占有率達到21.9%;2019年國內(nèi)動力電池裝機量62.4GWh,寧德時代裝機量達到32.3GWh,對應國內(nèi)市占率為51.79%,穩(wěn)坐第一。而同期的比亞迪拿下全國17%的市場份額,總銷量10.76GWH,只有寧德時代市場份額的三分之一。
 
優(yōu)勢在哪里?
 
讓寧德時代風生水起的,正是能量密度更高的三元鋰電池。
 
新能源汽車所需的動力電池,長期存在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩條技術(shù)路線。在車企普遍追求高續(xù)航的當下,三元鋰電池包的能量密度可以達到160wh/kg左右,而磷酸鐵鋰的系統(tǒng)能量密度普遍在110wh/kg左右,前者逐漸成為主流技術(shù)路線。
 
寧德時代也正是在這一趨勢下突然崛起,成為全球各大車企爭先合作的供貨商。
 
但三元鋰電池也不是沒有短板。磷酸鐵鋰電池熱失控溫度普遍在500度以上,三元鋰電池則低于300度,一些高鎳電池熱失控溫度甚至低于200度,相比之下,磷酸鐵鋰電池在汽車高速行駛及快速充電過程中自燃風險較低,而近年來電動車多起起火、自燃事件的接連發(fā)生,似乎就體現(xiàn)出了三元鋰電池技術(shù)路線的問題。
 
比亞迪刀片電池的發(fā)布會,更是緊盯住這一點。
 
比亞迪當天現(xiàn)場播放了兩種電池接受針刺試驗的視頻,用鋼針將動力電池電芯刺穿,造成電芯內(nèi)部的大面積短路。在同樣測試條件下,三元鋰電池表面溫度迅速超過500℃,并發(fā)生劇烈燃燒。而比亞迪“刀片電池”在穿透后無明火、無煙,電池表面的溫度僅為30-60℃左右。
 
中國科學院院士歐陽明高對此評論稱,刀片電池的散熱面積更大,而且針刺短路的回路比較長,產(chǎn)熱能力下降,因此電池熱失控的影響更小。
 
何龍更是一針見血地指出,“針刺測試之前國家標準里有,后來因為很多三元電池通過不了,在國家標準里又拿掉了。”據(jù)悉,工信部在2019年初發(fā)布的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》標準中表示,對于最為復雜和嚴苛的針刺試驗,暫不執(zhí)行。
 
這也讓王傳福在發(fā)布會上傲嬌地表示,過去幾年,由于能量密度相對較低,磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車廠商盲目追求續(xù)航里程的攀比中,被三元鋰電池所超越,因此刀片電池的誕生就是對行業(yè)的糾偏。
 
“對續(xù)航里程的攀比,轉(zhuǎn)嫁到動力電池上,產(chǎn)生不切實際的追求,也讓新能源車的安全口碑付出了慘重代價。”王傳福說,現(xiàn)在要倒逼新能源車行業(yè)做出改變。
 
刀片電池就這樣以“安天下”之勢而出鞘。

劣勢有沒有?
 
只是,對它的質(zhì)疑也并非沒有。
 
正如比亞迪所承認的,外界質(zhì)疑刀片電池只是改變了電池包的設(shè)計和工藝,本質(zhì)仍是磷酸鐵鋰電池,不是一種革命性的創(chuàng)新,比亞迪對自己的宣傳因此而顯得過于高調(diào)了。
 
但是,在發(fā)布會上,歐陽明高的一種說明似乎正針對這一質(zhì)疑而來。他說,動力電池有三個發(fā)展趨勢,第一是在材料和體系方面創(chuàng)新,從有機液態(tài)電解質(zhì),到無機的固態(tài)電解質(zhì);第二是借助智能制造、回收和人工智能,發(fā)展智慧電池;第三,是在設(shè)計和產(chǎn)品工程方面創(chuàng)新,刀片電池正是其中代表。
 
不過,既然還是磷酸鐵鋰電池,雖然通過拉長等設(shè)計增加了能量密度,但是它還是無法改變其在抗低溫方面的弱勢。據(jù)了解,三元鋰電池低溫使用下限值為零下30度,相比磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下20度更有優(yōu)勢,同時在相同低溫條件下,三元鋰電池冬季衰減不到15%,磷酸鐵鋰電池衰減則高達30%以上。有分析稱,這也是為什么比亞迪暢銷南方,卻很難在北方打開市場的關(guān)鍵所在。
 
理想汽車已確定與比亞迪進行業(yè)務合作,創(chuàng)始人李想在微博中評論稱,磷酸鐵鋰電池在低溫下的性能表現(xiàn)依然是短板,而且磷酸鐵鋰電池的電壓測量不夠穩(wěn)定,會擾亂控制策略,因此,對增程式電動車和插電混動車型也是個挑戰(zhàn),“刀片和鐵鋰最適合的還是中、低端的BEV(純電動車),以及南方的運營車輛。”
 
王傳福透露,刀片電池只在比亞迪漢純電車型搭載應用,其他車型暫無規(guī)劃。首款搭載刀片電池的車型是比亞迪王朝系列的漢EV,其綜合工況下的續(xù)航里程達到605公里,百公里加速3.9秒。
 
僅從這兩項數(shù)據(jù)來看,與國產(chǎn)特斯拉長續(xù)航版Model 3不相上下。
 
電池裝機量早幾年已被寧德時代領(lǐng)先,新能源車全球銷量第一的位置也在去年被特斯拉超越,刀片電池能幫助比亞迪重新奪回曾經(jīng)屬于自己的位置嗎?
 
“現(xiàn)在大家所知道的幾乎所有品牌,都在和比亞迪談刀片電池的技術(shù)合作。”何龍在發(fā)布會上這樣透露。
 
值得一提的是,在磷酸鐵鋰這條比亞迪積淀深厚的技術(shù)路線上,寧德時代也沒有放棄。它在去年9月的法拉克福車展上發(fā)布了CTP(Cell to pack)技術(shù),分析稱,這一技術(shù)與比亞迪刀片電池的思路相似,都是跳過模組,由電池單體直接成組電池包,路透社的報道稱,寧德時代的磷酸鐵鋰CTP方案將在7月開始向特斯拉供應。

 
 
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