彻底终结电动车安全痛点？一文看懂比亚迪刀片电池
撰文|谢天爽
新能源汽车的发展道路上，安全性尤其是动力电池的安全性，一直以来都是很大的挑战。在去年年中，发生了大大小小数十起电动车自燃事件，其中大部分原因都来自动力电池。所以推翻一味追求高能量密度的现状，回归安全性是动力电池可健康持续发展的根本。
在国内市场，掌握动力电池技术并具有持续开发能力的整车企业凤毛麟角，作为靠电池起家的比亚迪肯定能算一员。
3月29日，比亚迪正式发布了刀片型磷酸铁锂电池也就是所谓的“刀片电池”，相比于其他动力电池安全性更高，并且兼具长寿命和长续航。比亚迪集团董事长王传福在发布会上还放下豪语：“‘刀片电池’将把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”
看懂刀片电池，先来了解CTP
CTP技术全称Cell To Pack，也叫无模组技术。其实目前一般电动汽车上搭载的电池包，由电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组安装到电池包（Pack）里，形成了“电芯（Cell）——模组（Module）——电池包（Pack）”的三级装配模式。而CTP是电芯直接集成为电池包，从而省去了中间模组环节。
刀片电池正是利用了CTP设计把电池包壳体内部的空间利用率由传统设计方式的40-50%提升至60-80%。
具体来讲，就是现有的电池包结构，通常由单体电芯组合成模组，再将模组加上BMS、配电模块等零部件，组合成“电池Pack”。
而CTP技术，就是取消模组，将单体电池直接集成到电池包。从而提升电池PACK的包内空间利用率，增加了电池容量。
刀片电
在了解了CTP之后，再来仔细聊聊“刀片电池”。
从本质来讲，比亚迪的刀片电池依然属于磷酸铁锂电池类目。按照官方说法,宁德时代CTP电池包省去了电池模组的组装环节,体积利用率提高15%-20%,能量密度提升10%-15%。而比亚迪采用GCTP封装技术的磷酸铁锂“刀片电池”,也让电池组的“体积比能量密度”提升超过50%。
同时据比亚迪的专利显示，全新的“刀片电池”所采用的是方壳长电芯，电芯采用扁平化的设计，最大长度达到2.5米，是传统磷酸铁锂电池的10倍以上。
“刀片电池”电池包
而且刀片电池在成本控制上也有着不错的表现。
三元锂电池因正极材料中的镍钴铝(NCA)或者镍钴锰(NCM)而得名“三元”,其中“钴”是必不可少的金属元素之一，然而作为贵重金属，加之我国钴保有量并不丰富，所以其成本高居不下。
随着补贴力度减小,三元锂电池高成本的弊端将会逐渐显现出来,对于占据电动车BOM成本近40%的动力电池来说,改进正极材料对于稀有金属的依赖，是未来的重点发展方向。
另外，关于刀片电池能量密度的具体数字方面，在发布会上并没有提及。主要原因在于发布会开始比亚迪集团董事长王传福就表示：刀片电池并不是为了追求高能量密度而来，而是要以安全为首要导向。
个人猜测刀片电池的质量比能量密度，应该和目前市面主流的三元锂电池能量密度（140wh/kg～160 wh/kg）大致相同，低于高镍配比的三元电池（160 wh/kg～180 wh/kg）。
安全性是首要目的
在上文介绍CTP时，和大家简单解释了一下取消模组的概念，那么为什么之前要有“模组”？
之所以有模组，一方面是通过外部壳体及边梁保护、支撑电芯，使其在发生意外碰撞等情况下相对稳定；另一方面各个模组独立管理了部分电芯，有助于温度控制、防止热失控（自燃情况），同时便于维修。
传统动力电池包
刀片电池在没有模组的情况下，除去Pack的边梁，电芯将直接承受碰撞的冲击。如何保证并提升安全性？
刀片电池通过将电池单体固定在电池包的边框上，每一个电池堆内有100个左右电池单体，这样既解决了固定问题又解决了强度问题。同时还借鉴了蜂窝铝板的案例，在电池堆的上下两层粘贴两块高强度板，进一步保障强度。
此外，比亚迪在发布会当天播放了一段对比三种电池针刺测试的视频。“针刺穿透测试”是行业内公认的对电池电芯安全性最为严苛的检测手段。这一测试要求用钢针将动力电池电芯刺穿，造成电芯内部的大面积短路。
在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃，并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象，电池表面的鸡蛋被炸飞。
传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火，有烟，表面温度达到了200℃-400℃，电池表面的鸡蛋被高温烤焦。
“刀片电池”在穿透后无明火，无烟，电池表面的温度仅有30-60℃左右，电池表面的鸡蛋无变化，仍处于可流动的液体状态。
这一结果证明“刀片电池”彻底摆脱了传统动力电池可能会发生的“热失控”的噩梦，其安全性具有非常大的优势。
三种动力电池针刺实验
最后，发布会上还透露了刀片电池率先搭载在比亚迪汉纯电车型上，预计今年6月份在深圳量产、发布。这款车型的综合工况下的续航里程达到605公里，百公里加速3.9秒。
比亚迪汉EV
同时，作为动力电池生产制造上，根据比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙介绍：“几乎你能想到的所有汽车品牌，都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案，相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息”，所以未来刀片电池很有可能将搭载在更多来自不同品牌的车型上。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
绛旓細鐢ㄦ瘮浜氳开钁ｄ簨闀跨帇浼犵鐨勮瘽鏉ヨ,鈥滃垁鐗囩數姹犫濇槸姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇,瑕佽鍏ㄧ悆鍔ㄥ姏鐢垫睜鎶鏈矾绾块噸鍥炴杞,璁┾滆嚜鐕冣濈殑鏍囩浠庢柊鑳芥簮杞︾殑瀛楀吀閲屽交搴曟姽鎺夈 鍦ㄤ紶缁熺殑鍔ㄥ姏鐢垫睜鍖呴噷,鐢佃姱棣栧厛浼氳鎵撳寘鎴愭ā缁,鏈鍚庢瘡涓數姹犳ā缁勪細琚斁缃湪鐢垫睜鍖呴噷,褰㈡垚鐢佃姱-妯＄粍-鐢垫睜鍖呭畨瑁呯殑鎵撳寘妯″紡銆 浣嗘槸浼犵粺鐨勭數姹犲寘鎵...
绛旓細3鏈29鏃ワ紝姣斾簹杩殑鈥滃垁鐗囩數姹犫濇寮忛湶鍑虹湡瀹癸紝鑰屾瘮浜氳开闆嗗洟钁ｄ簨闀垮吋鎬昏鐜嬩紶绂忓湪鍙戝竷浼氫笂琛ㄧず锛氣滃垁鐗囩數姹犱綋鐜颁簡姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇冿紝灏嗛噸鏂板畾涔夋柊鑳芥簮姹借溅鐨勫畨鍏ㄦ爣鍑嗭紝鍊掗兼暣涓柊鑳芥簮姹借溅琛屼笟浣滃嚭鏀瑰彉銆傗濆彲浠ョ湅鍒扳滃畨鍏ㄢ濓紝鎴愪负浜嗏滃垁鐗囩數姹犫濈殑鍏抽敭璇嶃傝屽湪鍙戝竷浼氱幇鍦猴紝姣斾簹杩繕鐗规剰鐢ㄢ...
绛旓細鈥溾樺垁鐗囩數姹犫欎綋鐜颁簡姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇冿紝鏇存湁鑳藉姏灏嗗紩棰嗗叏鐞冨姩鍔涚數姹犳妧鏈矾绾块噸鍥炴閬擄紝鎶娾樿嚜鐕冣欒繖涓瘝浠庢柊鑳芥簮姹借溅鐨勫瓧鍏搁噷褰诲簳鎶规帀銆傗濇瘮浜氳开钁ｄ簨闀垮吋鎬昏鐜嬩紶绂忓湪鍒鐗囩數姹犲彂甯冪幇鍦哄鏄銆傝瘹鐒讹紝鐢靛姩杞鍔ㄥ姏鐢垫睜鐨勫畨鍏ㄦф槸娑堣垂鑰呰喘涔扮數鍔ㄨ溅鏃舵渶鍏冲績鐨勬柟闈紝浣嗘槸鐩墠鏃犺鏄惌杞界７閰搁搧...
绛旓細涓璐湪骞曞悗鍦ㄦ瘮浜氳开闆嗗洟钁ｄ簨闀垮吋鎬昏鐜嬩紶绂忥紝杩欐浠庡箷鍚庤蛋鍚戜簡鑸炲彴涓ぎ锛岄潰瀵归暅澶村悜鎵鏈夋秷璐硅呮壙璇猴紝姝ゅ悗姣斾簹杩灏嗏滆嚜鐕冣濊繖涓瘝浠庢柊鑳芥簮姹借溅鐨勫瓧鍏搁噷褰诲簳鎶规帀銆傚苟琛ㄧず锛氣滃垁鐗囩數姹犫濅綋鐜颁簡姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇冿紝鏇存湁鑳藉姏灏嗗紩棰嗗叏鐞冨姩鍔涚數姹犳妧鏈矾绾块噸鍥炴閬撱傛樉鐒讹紝鍒鐗囩數姹犲紩棰嗗叏鐞冨姩鍔涚數姹...
绛旓細鏂囦辅AutoR鏅洪┚ 瀛愬ⅷ 鈥滃垁鐗囩數姹犫濓紝浣犳湡寰呭悧锛熸槰澶╋紙3鏈29鏃ワ級锛屾瘮浜氳开璧跺湪鐗规柉鎷夌數姹犳棩涔嬪墠锛屾寮忓彂甯冧簡鈥滃垁鐗囩數姹犫濄備綔涓轰竴娆惧彿绉板叿鏈300澶氶」鍙戞槑涓撳埄鐨勭數姹狅紝鍒鐗囩數姹犳渶澶х殑浜偣灏辨槸锛氬畨鍏ㄣ佸畨鍏ㄣ佽繕鏄畨鍏ㄣ傛瘮浜氳开闆嗗洟钁ｄ簨闀垮吋鎬昏鐜嬩紶绂忚嚜淇＄殑璇撮亾锛氣滃垁鐗囩數姹犫欎綋鐜颁簡姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣...
绛旓細鍚屾椂浠栦篃寮鸿皟,娣辫摑姹借溅灏嗕互鏁簬绐佺牬鐨勬寫鎴樼簿绁,鎺㈢储鏇存湁榄呭姏鐨勭豢鑹插嚭琛屾柟寮,鎵撻犱笘鐣屼竴娴鐢靛姩杞鍝佺墝,鎴愪负鍏ㄥ満鏅櫤鎱у嚭琛屽紩棰嗚呫 涓嶄竴鏍风殑瓒呯骇澧炵▼,褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧愯溅閲岀▼銆佽ˉ鑳姐瀹夊叏涓夊ぇ鐒﹁檻 涓鐩翠互鏉,娣辫摑姹借溅鑷村姏浜庢墦閫犺涓氱涓鐨勫绋嬫妧鏈拰鍝佺墝銆備负姝,娣辫摑姹借溅缁欑敤鎴峰甫鏉ヤ簡鐢扁滃師鍔涚數鍔ㄥ拰涓嶈捣鐏數姹犫濈粍鎴愮殑瓒呯骇...
绛旓細鏂拌兘婧愭苯杞﹁嚜鐕冧竴鐩存槸璁╁緢澶氭秷璐硅呰皥铏庤壊鍙樼殑涓涓瘽棰橈紝鐗规柉鎷夈佽敋鏉ャ佸▉椹佷紬娉般佷簯搴︾瓑鍚勫ぇ鏂拌兘婧愯溅浼佹棗涓嬫柊杞﹂兘鐖嗗彂杩囪嚜鐕冧簨浠讹紝杩欎篃鏄奖鍝嶆秷璐硅呰喘涔版柊鑳芥簮姹借溅鐨勪竴澶у叧閿洜绱犮3鏈29鏃ワ紝姣斾簹杩泦鍥㈣懀浜嬮暱鍏兼昏鐜嬩紶绂忚〃绀猴細鈥溾樻瘮浜氳开灏褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇冿紝鏇存湁鑳藉姏灏嗗紩棰嗗叏鐞冨姩鍔涚數姹...
绛旓細姣斾簹杩泦鍥㈣懀浜嬮暱鍏兼昏鐜嬩紶绂忚〃绀猴細鈥溾樺垁鐗囩數姹犫欎綋鐜颁簡姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇冿紝鏇存湁鑳藉姏灏嗗紩棰嗗叏鐞冨姩鍔涚數姹犳妧鏈矾绾块噸鍥炴閬擄紝鎶娾樿嚜鐕冣欒繖涓瘝浠庢柊鑳芥簮姹借溅鐨勫瓧鍏搁噷褰诲簳鎶规帀銆傗濊屾洿鍔犻毦鑳藉彲璐电殑锛屾槸姣斾簹杩滃垁鐗囩數姹犫濆湪瑙ｅ喅浜嗗畨鍏ㄩ棶棰樼殑鍚屾椂锛屽苟娌℃湁蹇樿鍔ㄥ姏鐢垫睜鐨勫叾浠栧叧閿瘝锛屽湪楂樼画鑸...
绛旓細姣斾簹杩鈥滃垁鐗囩數姹犫濋噸濉戣涓氬瘎浠ュ帤鏈涳紝涔熷氨闅炬繖鐗囩數姹犺鍐犱互鍚勭鍗庝附鐨勫舰瀹硅瘝姹囥傚畼鏂硅娉曟槸锛氣滃垁鐗囩數姹犫濇嫢鏈夊叾浠栧姩鍔涚數姹犳棤娉曚紒鍙婄殑瀹夊叏鎬э紝鍏煎叿闀垮鍛藉拰闀跨画鑸紝閲嶆柊瀹氫箟浜嗘柊鑳芥簮姹借溅鐨勫畨鍏ㄦ爣鍑, 寮曢鍏ㄧ悆鍔ㄥ姏鐢垫睜瀹夊叏鏂伴珮搴︺傗滃垁鐗囩數姹犫滀綋鐜颁簡姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇冿紝寮曢鍏ㄧ悆鍔ㄥ姏...
绛旓細鐧惧叕閲屽姞閫3.9绉掋傛瘮浜氳开闆嗗洟钁ｄ簨闀垮吋鎬昏鐜嬩紶绂忚〃绀猴細鈥溾樺垁鐗囩數姹犫欎綋鐜颁簡姣斾簹杩褰诲簳缁堢粨鏂拌兘婧姹借溅瀹夊叏鐥涚偣鐨勫喅蹇冿紝鏇存湁鑳藉姏灏嗗紩棰嗗叏鐞冨姩鍔涚數姹犳妧鏈矾绾块噸鍥炴閬擄紝鎶娾樿嚜鐕冣欒繖涓瘝浠庢柊鑳芥簮姹借溅鐨勫瓧鍏搁噷褰诲簳鎶规帀銆傗滄湰鏂囨潵婧愪簬姹借溅涔嬪杞﹀鍙蜂綔鑰咃紝涓嶄唬琛ㄦ苯杞︿箣瀹剁殑瑙傜偣绔嬪満銆
