大家都知道,目前新能源汽車逐步被大家所接受,而電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池有很多不同的技術(shù)方案。國(guó)內(nèi)廠商,包括比亞迪,寧德時(shí)代,國(guó)軒高科,中航等都使用方形電芯,而特斯拉卻使用圓柱電芯,大家知道是什么因素導(dǎo)致兩者采用了不同的技術(shù)路線嗎?
作為一名汽車工程師,下面大楓車就和大家詳細(xì)聊聊這個(gè)問題,供大家參考。
第一,特斯拉的選擇
其實(shí)這就要從歷史說起,特斯拉最早開始準(zhǔn)備造車的時(shí)候,就選擇了18650電池。當(dāng)時(shí)這款電池主要供應(yīng)給攝像機(jī)和筆記本等數(shù)碼產(chǎn)品。巨大的市場(chǎng)需求,造就了18650電池成熟且規(guī)模龐大的生產(chǎn)線。電池具有成品性能穩(wěn)定,一致性高,制造成本低等優(yōu)點(diǎn),特斯拉的想法是把一顆顆18650電池排列起來(lái),自己在研究一套BMS電池管理系統(tǒng)進(jìn)行控制,組成一個(gè)動(dòng)力電池包。這樣做的好處就是,隨便在哪里都能采購(gòu)到低成本的變形,電池管理技術(shù)也掌握在自己手上。
因此在供應(yīng)鏈上,特斯拉完全不會(huì)受制于某個(gè)電池廠商,從此特斯拉在圍繞原著電芯優(yōu)化BMS系統(tǒng)的道路上越走越遠(yuǎn),以至于后來(lái)推出的21700電池、4680電池特斯拉都能直接銜接上。
當(dāng)然特斯拉也有方形電芯,近兩年上市的毛豆3和y的入門版車型就搭載了由寧德時(shí)代提供的磷酸鐵鋰電池。
特斯拉目前的電池供應(yīng)體系中,已經(jīng)成為包括自產(chǎn)+外購(gòu)的多元供應(yīng)體系。其中中低續(xù)航乘用車主要使用方形磷酸鐵鋰電池,其中,寧德時(shí)代已經(jīng)大比例供貨,比亞迪據(jù)有關(guān)信息也已經(jīng)得到特斯拉的定點(diǎn)。
長(zhǎng)續(xù)航乘用車使用的4680電池將由特斯拉自產(chǎn)、松下、LGES等提供,可以說4680電池也讓特斯拉在動(dòng)力電池領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力更上一層樓。
第二,國(guó)內(nèi)廠商的選擇
既然圓柱電池有那么多優(yōu)點(diǎn),你可能會(huì)有疑問,國(guó)產(chǎn)車為什么使用方形電芯呢?
其實(shí),這也有歷史原因,由于早年間還沒有新勢(shì)力造車,絕大部分傳統(tǒng)國(guó)產(chǎn)車企的新能源汽車基本都是油改電的產(chǎn)物。車企們不會(huì)因?yàn)闄C(jī)款有改變或者混動(dòng)車型,專門去研發(fā)動(dòng)力電池和BMS電池管理系統(tǒng),所以這些車企都是外采動(dòng)力電池,而且選擇直接使用電池制造商提供的BMS系統(tǒng),畢竟這種方式最為便捷和簡(jiǎn)單。
而我國(guó)電池制造商早期生產(chǎn)的就是方形電芯,配套的電池管理系統(tǒng)全是圍繞方形電芯進(jìn)行研發(fā)。方形電芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,單體容量大,空間利用率高。通常,只需要一兩百塊電芯就能組成電池包,相比特斯拉那套能同時(shí)管理7,000顆電芯的BMS系統(tǒng)研發(fā)一套同時(shí)管理200塊電芯的系統(tǒng)就簡(jiǎn)單多了。同時(shí),加上前期的技術(shù)積累,電池制造商們自然而然地選擇了在方形電芯這條路線上繼續(xù)深耕。
最尷尬的就是,那些靠電池廠提供動(dòng)力電池解決方案的車企。
- 想用低成本的圓柱電芯吧,自己又沒有特斯拉那樣強(qiáng)大的bm系統(tǒng);
- 繼續(xù)跟別人定制電池包吧,成本問題得不到解決,核心技術(shù)不在自己手上,眼看著掌握核心技術(shù)的車企已經(jīng)在用CTC和CTB底盤技術(shù),自己只能跟著電池制造商的節(jié)奏在使用CTP技術(shù)。
在這里也和大家介紹下CTP,CTC,CTB的技術(shù)差異,詳細(xì)內(nèi)容在之前的文章中已經(jīng)有講過,這里就不詳細(xì)贅述了,感興趣的小伙伴可以看下。
1.CTP:早期的電動(dòng)車因?yàn)殡姵丶夹g(shù)不夠成熟,往往采用“電芯-電池模組-電池包”的封裝形式,但采用模組的封裝方式需要很多線纜和結(jié)構(gòu)件,會(huì)占用電池包的重量和體積,導(dǎo)致能量密度很低,同時(shí)由于零部件眾多,也直接導(dǎo)致成本和裝配復(fù)雜度較高,也直接影響到了動(dòng)力電池的安裝一致性,具有很大的安全隱患。為了優(yōu)化傳統(tǒng)封裝方式,CTP(Cell To Pack)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,動(dòng)力電池直接由電芯組成電池包,取消模組或采用大模組的形式。標(biāo)續(xù)版特斯拉Model 3即采用了4個(gè)來(lái)自寧德時(shí)代的大模組磷酸鐵鋰電池,而比亞迪車型則采用無(wú)模組的設(shè)計(jì)。
2.CTC:CTC(Cell to Chassis)主要區(qū)別在于取消了電池包上蓋板或座艙地板,省掉了一層底板空間。不過不同廠家的處理方式略有不同,比如零跑的CTC方案是取消電池包上蓋板,而特斯拉的CTC方案是取消座艙地板。
3.CTB:比亞迪的CTB(英文:Cell to Body)其實(shí)和CTC類似,都是將電芯直接安裝在底盤或車身里。不過差別在于,CTC還是將電池包當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)需要保護(hù)的物體,而比亞迪的CTB是利用刀片電池高安全性和高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的特點(diǎn),融合進(jìn)車身的整體設(shè)計(jì)中。刀片電池的電芯與整個(gè)電池包組成類似蜂窩鋁的結(jié)構(gòu),本身就可以起到車身結(jié)構(gòu)件的作用,各有優(yōu)缺點(diǎn)。最新發(fā)布的海豹汽車也是首款搭載最新CTB技術(shù)的車型,后續(xù)能否成為爆款值得關(guān)注。
因此,大家也能發(fā)現(xiàn)很多車企都在和動(dòng)力電池企業(yè)開始了合資建廠,一方面了解電池技術(shù),從動(dòng)力電池企業(yè)中學(xué)習(xí)和積累相關(guān)動(dòng)力電池技術(shù),另一方面,可以確保動(dòng)力電池的供貨穩(wěn)定性以及成本優(yōu)勢(shì)。
最后
如果你要問這兩種電池形態(tài)哪個(gè)好,我只能說,現(xiàn)階段方形電芯和圓柱電芯相比沒有特別明顯的優(yōu)劣之分,寧德時(shí)代已經(jīng)推出CTOP3.0麒麟電池,比亞迪的刀片電池也是方形電池的變形產(chǎn)物,都在能量密度和安全性上有了很大提高。接下來(lái)就要看,馬斯克在4680上吹過的牛能否實(shí)現(xiàn)了。
總結(jié)下來(lái),可以看到,我國(guó)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)從政策補(bǔ)貼主導(dǎo)下起步,邁過產(chǎn)業(yè)成熟化,正在通過技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的新變局。盡管四月由于受到疫情影響,銷售有所下滑,但是五月中下旬后,廠商排產(chǎn)已經(jīng)基本恢復(fù)正常。
那么,如果你有購(gòu)車計(jì)劃,你會(huì)選擇新能源汽車嗎?
最后,也希望中國(guó)自主品牌企業(yè)繼續(xù)做大做強(qiáng),技術(shù)不斷突破,中國(guó)加油!
歡迎大家點(diǎn)贊、關(guān)注!
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