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比亚迪汉EV纯电续航六百公里,奇迹还是谎言?电池能量密度揭秘!

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新能源汽车说 2021-02-27 19:23

近期,比亚迪旗舰车型汉EV参数图片)可谓火遍新能源汽车圈,销量连续六个月正增长,杀入C级轿车销量第四名,接近宝马5系奥迪A6L奔驰E级,被无数人热议。

据悉,比亚迪汉EV搭载了能量密度较低的磷酸铁锂电池(刀片电池),质量能量密度仅为140w/kg,和质量能量密度动辄超过300w/kg的三元锂电池根本无法相比,那么问题来了:搭载质量能量密度达到280w/kg的三元锂电池车型也只能续航六百多公里,比亚迪汉EV宣称NEDC续航605公里,是奇迹还是谎言?

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说明

众所周知,动力电池因为衰减、冬天锂离子活性降低、空调耗电等因素,纯电动汽车无论搭载磷酸铁锂电池还是三元锂电池,冬天实际续航打折都很严重,上述因素,笔者已经发过多篇文章讲述,本文暂不考虑以上极端因素。

单体电池能量密度和电池组能量密度

比亚迪刀片电池能量密度只有140w/kg,而特斯拉等新势力企业宣称的电池能量密度甚至高达280w/kg,如果汉EV真能纯电续航605公里,特斯拉等其他采用811三元锂电池的车型岂不是早就应该能做到纯电续航1200公里以上?这是为什么?

事实上,电池能量密度分为单体电池能量密度和电池包能量密度,而最终影响纯电动汽车续航的不是单体电池能量密度,而是电池包能量密度。

传统车企向来比较低调务实,不愿故意制造噱头,以比亚迪汉EV为例,140w/kg是指电池包能量密度,而非单体电池能量密度。而以特斯拉为首的新势力企业,大肆宣传电池能量密度高达280w/kg,其实只是单体电池能量密度,而非电池包能量密度,实际上,动力电池在成组过程中,为了安全,需要添加很多控制电路和防护层,会导致电池包能量密度远低于单体电池能量密度。实际三元锂电池包能量密度只有160w/kg左右,并不比磷酸铁锂电池包高出多少。

电池能量密度成组利用系数

众所周知,纯电动汽车动力电池包由大量单体电池组成,特斯拉汽车电池包甚至由7000节单体5号电池组成,而三元锂电池存在燃爆点低、安全性低等致命弱点,含镍越高,越不稳定,所以需要复杂的BMS管理系统和大量控制电路。

同时,BMS能管理电池正常充放电时的内部热失控,却无法防护由于刮擦碰撞等原因造成的燃烧、爆炸,又需要在电池外部加上层层防护,再加上电池热管理系统,电池包最后成型时,能量密度已经和单体电池能量密度不可同日而语。

据统计,三元锂电池的平均成组利用率只有70%,高镍的811三元锂电池的平均成组利用率甚至低至60%。而磷酸铁锂电池因为燃爆点高、安全性高,电池包完全不需要像三元锂电池一样做层层防护,平均成组利用率高达77%左右,刀片电池甚至更高超过80%,即使单体能量密度仅为170w/kg,成组后依然可以做到电池包能量密度140w/kg,为电动汽车纯电续航提供强大支撑。

电池包体积能量密度

以现在主流的811三元锂电池为例,单体电池质量能量密度高达280w/kg,即使成组利用率只有60%,也可以达到168w/kg的电池包质量能量密度,依然比刀片电池高出20%。按照上述比例,使用811三元锂电池的纯电动汽车应该随随便便能达到720公里以上续航,但是现实中却没有一款,为什么?

因为,电池除了质量能量密度,还有体积能量密度。现在的纯电动汽车电池包普遍放在底盘两轴之间,空间有限,电池包体积能量密度越高,就能装下更多的电池,甚至可以说,对于空间比较狭小的乘用车,体积能量密度其实比质量能量密度更加重要。

比亚迪汉EV搭载的刀片电池虽然还是磷酸铁锂电池,不过通过模组和结构优化,体积能量密度比传统磷酸铁锂电池减少了50%左右,相对于质量能量密度比三元锂电池少20%-30%,最终可装载的电池包总容量并不低于三元锂电池。

写在最后:

在电池业界,比亚迪刀片电池被誉为革命性的进步。首先,一场穿刺实验,刀片电池的安全性得到证实,彻底解决了电动汽车因为动力电池自燃爆炸带来的安全问题。其次,体积能量密度解决了乘用车底盘空间有限的问题,通过装载更多体积更小的刀片电池,解决了电动汽车续航的痛点。

细心的朋友甚至可能会发现,特斯拉MODEL 3离地间隙只有138mm,而汉EV的离地间隙有150mm左右,就是受益于刀片电池带来的电池包体积减小。

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