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刀片电池的优势和缺点

来源:本站    作者:常州锐奇精密测量技术有限公司    发布时间:2020-06-17 09:42:33    浏览量:65

  刀片电池的优势和缺点

  1、电池能量密度提高

  这点我们前面有提到过,刀片电池取消了模组设计,减少了很多结构件设计,同时上下箱体与电芯紧密连接,使体积能量密度有明显的提升,这也是比亚迪广泛宣传的体积能量密度提高50%。

  2、低成本

  取消了模组设计,优化了电池结构设计,电池二级零部件数量减少40%,并适用了低成本的LFP体系,有效降低了成本。

  3、结构强

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  刀片电池在PACK设计在电芯的上下两面上,使用结构胶粘贴两块高强度的强度板,形成了类似蜂窝铝板的这种结构,使每一个电芯充当结构梁。传统电池包一般只有4-5根梁,而刀片电池是让每一个电芯都充当结构件,其强度可想而知。电池底部发生碰撞的时候,电芯可以直接承受相应范围的力。

  4、热管理优异

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  看下示意图,刀片电池的液冷板布置在电芯上方,同时在电芯与电芯之间设计了导热层,这种方案的热交换面积比传统方型电芯大很多,能够有效的将电芯的热量传递给水冷板,再加上刀

  片电芯本来散热性能就好,所以刀片电池的热管里设计优异,能将电池内大温差控制在1摄氏度内,而目前行业内普遍是5摄氏度。

  5、平台化

  刀片电芯是有不同规格的,长度可以在435~2500m之间变换,再加上是标准的平板式电池包,刀片电池可以根据整车空间,变化电池包X、Y方向的尺寸,开发不同规格的电池,这种平台化的电池有效地降低了开发费和时间。专利显示刀片电池方案至少有8种以上,对应于不同尺寸电芯和不同的布置,也考虑到了双层电芯的方案;对于箱体的集成,即有传统的底盘与箱体分离方案,也有二者集成为一体的集成底盘方案。

  6、电池包高度低

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  有效改良了整车的人机工程。我们可以看左边的两个示意图。正常电芯的高压线束和温度、电压传感器都在电芯的上方,都要占据相应的空间,上箱体要与这些零部件保持至少5mm的距离,而刀片电池的高压线束和传感器都在电芯的Y方向,所以上箱体可以直接与电芯接触,这样使刀片电池可以比同样规格的电池高度节约10~20mm。比亚迪刀片电池高度的设计目标是乘用车105mm,SUV120mm。

  刀片电池的缺点

  任何新技术的推广,也不可免会有一些缺点,接下来我们来看下刀片电池的缺点。

  1、性能

  我们都看了发布会上刀片电池和三元电池的针刺试验,可以明显的发现三元反应剧烈,刀片电池基本没什么反应。比亚迪借助针刺试验结果广泛宣传刀片电池的性能。这样的说法是不严谨的。

  针刺试验是模拟电池发生热失控之后的反应剧烈程度,刀片电池确实在针刺试验表现出一些优点,实验现象只能表明刀片电池的热失控触发的温度比三元电池高,热失控触发时间要比三元电池晚一点,但不能证明刀片电池不会发生热失控。而消费者对于电动车的认知是电动车零自燃,现阶段大部分的自燃都是由电芯热失控引起的,真正的好是应该避免电池热失控的出现。

  2、低温性能差

  现在电动车普遍有冬季续航较短的缺点,而刀片电池是磷酸铁锂体系,它的低温性能更差,我们可以看下不同温度下磷酸铁锂和三元的低温放电电量数据,在-30℃时三元的放电容量为86%,磷酸铁锂有70%,这也是刀片电池需要面对的一个问题。

  3、维修成本高

  刀片电池所有电芯是通过结构胶固定在一起,意味着后期某个电芯坏了,需要维修的时候,只能通过整包更换维修,维修的成本较高。而传统电池包,可以通过替换模组就可以解决。

  4、依赖性增强

  比亚迪关于刀片电池自称有300个专利和核心工艺控制点,涉及到材料、电芯、电池和生产,所以主机厂对供应商的开发和生产有较强的依赖性,会对供应商管控和议价提高难度。

  总结

  通过对刀片电池的分析,刀片电池在当下的动力电池产业中扮演的更像是一个承上启下的角色。虽然刀片电池目前还存在许多缺点,但是通过1到2年的市场应用和技术迭代,能够不断改良这些缺点。

  对现有的技术体系而言,刀片电池在保持不错的能量密度前提下,降低了电池的成本。对未来的技术体系而言,刀片电池提供了从结构上进行创新,让产业不必局限于材料创新带来的局限。但刀片电池仍然不是动力电池的解决方案,材料本身的性质决定了磷酸铁锂的局限性,它注定只是属于未来几年的技术路线。不过,无论如何,动力电池产业的每一次创新都将推动我们离汽车电动化的时代更近一步。

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