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車企員工眼里的比亞迪刀片電池

自從比亞迪董事長王傳福在2020年1月的電動汽車百人會上首次公布了刀片電池和3月29日的刀片電池發布會,關于刀片電池的消息滿天飛,業界對刀片電池的討論也多了,主要的觀點有兩種:一種是認為刀片電池沒有什么新的創意,和寧德時代的CTP相似,只是比亞迪的營銷噱頭;另一種是認為刀片電池解決了許多磷酸鐵鋰的缺點,具有開創性意義。今天我們來討論下比亞迪的刀片電池。

什么是刀片電池?

傳統電池系統是先把電芯組裝成模組,再把模組安裝到電池系統里面,進行分級管理。由模組的機械結構對電芯起到支撐、固定和保護的作用,再由電池系統對模組支撐、固定和保護的作用。

淺談比亞迪刀片電池

而刀片電池是一種全新的設計理念,在采用長電芯的同時,省去了中間模組環節,直接把電芯裝到電池系統里面。這樣重量和成本都有效下降,這一點和寧德時代的CTP有相似的地方。同時比亞迪電池結構設計借鑒了蜂窩鋁板的原理,通過結構膠把電芯固定在兩層鋁板之間,讓電芯本身充當結構件,來增加整個系統的強度。

淺談比亞迪刀片電池

我們再來看一下刀片電芯,拿市面上應用最廣的C公司產品和刀片電芯對比。C公司產品的長度是148 mm、厚度是79mm、高度是97mm,內部結構是卷繞,看起來像一塊板磚。刀片電芯長度是960mm,厚度是 13.5 mm,高度為 90 mm,內部結構是疊片。因其長而薄的形狀酷似刀片,因此得名刀片電池。

刀片電池誕生背景

淺談比亞迪刀片電池

我們來看下這幾年純電動車電池材料的發展趨勢,縱坐標是能量密度。在純電領域,一直存在兩條技術路線,三元和磷酸鐵鋰電池。三元電池由于能量密度高,被大部分車企選擇,但是他有個缺點是成本高。相反磷酸鐵鋰成本較低,但是能量密度低。而且現階段的磷酸鐵鋰能量密度已經快接近理論極限。而比亞迪是做磷酸鐵鋰電池出身,雖然現階段比亞迪大部分純電動車上已經使用了三元電池,但從未放棄磷酸鐵鋰這條技術路線。既然在材料方面不能突破能量密度,比亞迪的工程師就從系統集成做工作。

我們總結下電池系統集成發展規律。首先我們看下第一代電池包,是異形電池包,為了節省成本,采用了標準模組,但是成組效率都比較低。第二代電池包,也是異型電池包,為了提高成組效率,選擇了和電池結構匹配的非標準模組,使成組效率有明顯的提升。以上兩種電池包都是基于傳統乘用車平臺。第三代電池包,多應用于純電動車平臺。有三種不同的發展趨勢,但有一個共同點,都是平板的電池包,但分別應用了無模組技術、刀片電池技術和590標準大模組技術,成組效率再次有明顯提升,其中刀片電池的提升是最高的。可以說刀片電池在電池材料不能突破更高能量密度的前提下,但是在電池系統集成方面有所突破,解決了磷酸鐵鋰電池續航較短的缺點,這也就是刀片電池誕生的背景。

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