在乘用車市場廣受好評后,刀片電池技術的應用正逐漸拓展至商用車領域。
近日,在德國漢諾威國際交通運輸博覽會上,比亞迪首次發布全新刀片電池客車底盤技術平臺,這也意味著刀片電池技術將正式應用于商用車領域。
對此,有業內專家表示,伴隨“雙碳”目標以及國家政策的支持引導,新能源商用車的發展必將迎來爆發期。然而,不少用戶對于新能源商用車電池重量大、續駛里程短、充電配套設施不完善、使用成本高和安全性無法保障等方面的憂慮依然存在。如今,隨著刀片電池技術的推出,不僅提振了用戶的信心,也為新能源商用車行業發展提升了“動力”新高度。
刀片電池鋒芒日盛
動力電池是區分傳統燃油車和新能源汽車的重要標志,而電池技術的發展及性能的提升是助力新能源汽車實現可持續發展的核心動力。目前來看,鋰動力電池是最為成熟的一條技術路線,在能量密度、批量化量產成本、循環壽命等綜合評估體系中與整車的匹配度較高,預計未來5~10年內,鋰動力電池將是主導新能源電池產業發展的主力軍。
經過10余年的市場競爭與技術進步,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池逐漸從五花八門的技術方案中脫穎而出,成為主流的電池解決方案。
其中,三元鋰電池由于具備耐低溫、能量密度更高、充電效率快等優勢,一度被視為車載電池的最優解決方案,在我國新能源汽車市場中得到大規模應用;而磷酸鐵鋰電池技術則囿于能量密度低,特別是隨著國家新能源汽車補貼逐漸向高能量密度和高續駛里程車型傾斜,致使其所占市場份額有所下降。
不過,磷酸鐵鋰電池的技術發展并未止步。刀片電池的橫空出世,便打破了磷酸鐵鋰電池原有的技術瓶頸。2020年3月,比亞迪正式推出刀片電池技術,并率先應用于乘用車領域,憑借體積小、安全性能強、續駛里程和使用壽命高等優勢,取得了良好的市場反響。目前,除配裝在比亞迪全系純電車型外,一汽紅旗、上汽、北汽、長安、小鵬汽車等廠商也大規模采用刀片電池。除此之外,戴姆勒、福特等全球范圍內的多家車企均對刀片電池表現出極大興趣。近期,還有消息稱,豐田汽車將在今年年底推出采用刀片電池的純電動車型;特斯拉也決定將在德國超級工廠使用比亞迪研發的刀片電池。
可以說,刀片電池一經問世,便獲得了市場的關注和認可。如今,刀片電池再次實現了技術升級,不僅能為整車提供能量來源,還為車身提供結構支撐,徹底顛覆了傳統的車身設計。刀片電池在安全性能、強度、續駛能力、使用壽命、充放電功率、低溫性能等方面已構建起多位一體的綜合優勢。
“如今,刀片電池再次乘勝追擊,大步邁入商用車領域,將進一步引領新能源商用車的技術創新與市場發展。”客車行業專家陳世平說道。
解決安全與續駛里程的矛盾
刀片電池雖然屬于磷酸鐵鋰電池范疇,但由于整體內外結構的創新,其在安全性和能量密度上實現了新的突破,這也是刀片電池被市場青睞的重要原因。
近年來,隨著市場競爭的日益加劇,提升動力電池能量密度,幾乎成為新能源汽車行業的“頭等大事”。然而,過分追求高能量密度而忽視電池安全穩定,導致新能源汽車自燃等安全事故頻發,這也讓消費者對這類車型心存疑慮。
相較三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池更加穩定安全。根據相關實驗室發布的數據,三元鋰電池的自燃溫度為200℃,磷酸鐵鋰電池的自燃溫度則高達500~800℃,且自身還具備非常高的整體剛性,使得電池組內部短路幾率幾乎為0。
刀片電池在磷酸鐵鋰電池高安全性的基礎上,又進行了多方面的技術提升,還通過了嚴格的電池穿刺試驗,為新能源汽車提供有力的安全保障。
刀片電池的出現,不僅發揮了磷酸鐵鋰電池安全可靠的優勢,還有效彌補了其電池體積大、能量密度低的短板。一直以來,業內普遍認為,由于能量密度的限制,磷酸鐵鋰電池所提供的續駛里程多為300公里左右,而配裝刀片電池的車輛,續駛里程可達600公里以上。
“續駛里程之所以能夠大幅提升,主要是由于刀片電池優化了電池包的利用率。”弗迪電池有限公司負責人介紹說:“傳統電池包從材料、電芯、模組、PACK四級的每個過程中體積利用率都有所損失,其中從電芯到PACK的過程體積利用率非常低。而刀片電池將單個電芯設計成扁平形狀,并取消了模組結構,電芯既是能量體,又可以作為電池包的結構梁,同時解決了固定和強度的問題,其體積利用率可提升50%以上。這就意味著在同等體積下,刀片電池可以裝更多的電芯,車輛的續駛里程可以得到大幅提升,其使用壽命最高可達8年,配裝刀片電池的車輛,整車壽命可達百萬公里以上。”
由此可見,刀片電池通過結構創新,實現了新能源電池“安全與續駛里程”之間的平衡。同時,由于磷酸鐵鋰電芯的成本更低,使得刀片電池的成本優勢更為凸顯。比亞迪方面也曾表示,刀片電池的推出,使得其在動力電池成本方面節約30%左右,從而帶動整車成本的下降。
帶動新能源商用車技術水平跨越發展
當前,在“雙碳”目標穩步推進的背景下,新能源商用車市場發展愈發向好。不過,市場對于該車型的憂慮依然存在。刀片電池技術的推廣應用,能夠更好地解決新能源商用車存在的痛點。
“相比乘用車,商用車要面臨更加復雜的工況,對車輛的安全性和可靠性要求更加嚴苛,且作為生產資料,商用車的終端用戶對購車成本、使用成本更為敏感,而配裝刀片電池的新能源商用車更具安全性和成本優勢,還可減輕底盤重量,能夠更好地滿足用戶需求。如今,刀片電池的安全性在乘用車上得到充分驗證后,再拓展至商用車領域,可以說是順勢而為,也是意料之中的事。”有業內專家表示,刀片電池為新能源商用車技術發展提供了新的思路,也將進一步帶動新能源商用車的推廣應用。
這位專家進一步指出:“實際上,刀片電池是以電池結構命名的,與電池正極材料體系的命名方式可交叉使用,即刀片電池還可以是三元或是其他材料的電池,而刀片式的三元電池,能夠進一步推動卡車電動化進程。所以說,未來刀片電池大面積推廣應用只是時間問題。”
不過,在新能源與智能網聯獨立研究者曹廣平看來,刀片電池的集成度較高,用在更需改進空間設計的乘用車上更為合適。商用車一般空間較大,對電池體積要求相對較少。另外,以目前的電池技術水平來看,商用車采用純電技術路線尚不現實,采用混合動力技術路線或許更為適合。
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