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刀片电池、弹匣电池、大禹电池…到底哪家强?对比一下就知道了

时间:2022-11-03 18:28:35 | 浏览:1472

这些年,虽然新能源汽车电池的技术进步有限,但是各家车企在动力电池起名方面,是一个比一个玄乎,比亚迪推出了刀片电池,广汽就发布了弹匣电池,而长城跟着推出了大禹电池,上汽则拿出了魔方电池,好像是在比赛谁家的电池名字最能唬人,那么这几家车企的电池

这些年,虽然新能源汽车电池的技术进步有限,但是各家车企在动力电池起名方面,是一个比一个玄乎,比亚迪推出了刀片电池,广汽就发布了弹匣电池,而长城跟着推出了大禹电池,上汽则拿出了魔方电池,好像是在比赛谁家的电池名字最能唬人,那么这几家车企的电池技术到底谁更强?

首先我们说说,为什么说这几年动力电池的技术进步有限呢?因为动力电池已经多年没有出现革命性的技术突破,无论是能量密度、还是充能效率,这几年的提升都非常有限,各家的方案往往都是小修小补,以上这几家车企的动力电池方案,实际上也更多是着眼于封装方式和热管理方面。动力电池下一次革命,可能要等到固态电池的大规模量产了。

刀片电池

刀片电池在行业内风头最盛,也是以上几家车企的电池技术中发布最早的。

比亚迪的刀片电池发布于2020年3月,全称为刀片型磷酸铁锂电池,也是比亚迪研发多年的“超级磷酸铁锂电池”。磷酸铁锂电池的寿命长,安全性更好,成本更低,但是在刀片电池出现之前,困扰磷酸铁锂电池的一大问题就是能量密度,刀片电池通过创新的封装技术一定程度上解决了这一问题,让磷酸铁锂电池得以和三元锂电池分庭抗礼。

刀片电池因其像刀片一样的电芯而得名,电芯长度大约0.6米,厚度仅为13.5毫米,并且像“刀片”一样插入到电池包里。它去掉模组和梁的设计,将电芯本身是作为承重结构件,有效提高了电池内部的空间利用率,刀片电池的体积利用率提升了50%以上,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。并且通过了针刺实验,针刺之后能够实现不爆燃、不起火。

但是必须要指出的是,刀片电池的本质依然是磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池的低温衰减更严重、电芯一致性较差的问题依然存在,刀片电池只是一种封装方式,要在一定程度上解决这些问题,还要依赖温控、电控等其他技术一起实现。

弹匣电池

和刀片电池不同,弹匣电池不只是针对某种类型的动力电池,无论是三元锂电池和磷酸铁锂电池都可以应用。“弹匣电池”系统有4个核心技术:超高耐热稳定电芯、超强隔热电池安全舱、三维降温冷却系统、第五代电池管理系统。

如果简单概括,弹匣电池说白了就是将电芯的封装“细格”化,把电芯一个一个放在安全舱中,单个电芯的失控对于整个电池的影响尽可能减到最小,“1个弹匣7颗子弹”的组合,也就是说以广汽目前的技术,只能扛得住最多7个电芯的热失控和热扩散。所以,弹匣电池技术最核心的东西是热管理系统,希望最大可能减少热失控自燃的风险。

但是又有新的问题出现了,弹匣隔热舱的出现,肯定会占用更多的体积,减少能量密度,为了解决这个问题,广汽采用了叠片电池的设计,相对于卷绕电池,能量密度会增加5%。也就是说,刀片电池相比弹匣电池在封装工艺上更先进,也是完全不同的思路,一个是做加法,一个是做减法。

广汽也对采用了弹匣电池技术的三元锂电池包进行了针刺试验。针刺后电池包仅出现短暂冒烟(约1分钟),无起火和爆炸现象。不过并没有采用上下穿刺的办法,而是从侧面扎入了钢针。但是,从弹匣电池量产之后,埃安所有搭载弹匣电池的车型,的确没有一款车出现了爆燃的情况。弹匣电池的安全性,实际上还是可以肯定的。(早期的埃安S没有使用弹匣电池)

但是,弹匣电池也不是完美,这种封装技术意味着,在电池包能量密度方面的提升空间相当有限,只能寄希望于电芯本身的能量密度提升。

大禹电池

长城汽车的大禹电池,起名很有意思,之所以叫大禹电池,是因为这种动力电池技术和大禹治水堵不如疏的思路如出一辙。

和弹匣电池设计安全舱,把失控的电池热量阻隔封堵不同,它主要是进行疏导,将热失控的热源通过精准的计算,快速疏导出电池包外。大禹电池技术主要包括热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧和智能冷却等8个全新设计理念。其中“定向排爆”是大禹电池最核心的技术,一旦电芯出现热失控,电控系统会泄压排热,减少热失控蔓延的风险。

根据测试,大禹电池,在温度达到1037℃时,大禹电池连续发生了3次的多个电芯热失控。但是没有出现起火爆燃,安全性值得肯定,搭载大禹电池的长城新能源汽车暂时还没有上市,因此这种电池的安全性,还需要实际验证。

魔方电池

上汽于今年8月10日推出了魔方电池,简单概括,这种电池有着躺着放、侧着喷以及柔性大三个特点。分别针对能量密度、安全性和电池寿命。

躺着放简单来说,就是和之前的立式电芯不同,躺式电芯可以最大程度利用垂直方向的空间,提高能量密度,还能为为乘客释放出更多的车内空间,保证底盘的通过性。90kWh魔方电池,电池系统能量密度达到195Wh/kg,在业内已经是顶尖的水平了。

侧着喷,也就是电芯的喷发口不再向上,而是侧向喷发到底部托盘结构上,而相比立式电芯,喷发口的方向朝着乘员舱,无疑要更安全,一旦发生自燃,也会大大减少安全风险。

柔性大,简单来说就是采用柔性压板的结构加上柔性结构胶,减少对电芯的压迫,而传电池包,是将电芯放置在了刚性框架里,随着电芯的老化膨胀,电芯会承担更大的压紧力,降低电池寿命,而柔性约束,大幅降低了电芯受力,电芯的循环寿命得以延长。

从介绍来看,上汽的魔方电池创新性的技术比较多,但是实际的表现还没有得到市场的大规模检验。


总结,目前市面上的几大电池技术,只有广汽和比亚迪的已经大规模搭载在量产车上,因此,也是唯二的经过市场验证的电池技术,虽然两者都谈不上电池技术的革命性创新,但是都给出了提升能量密度、降低自燃风险的方案,也希望越来越多的车企能够带来电池技术方面新的突破。

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