很多車企看不上磷酸鐵鋰電池,因為它的電池能量密度低,低溫效能差,被很多中高階車型排斥。直到比亞迪開發出了磷酸鐵鋰刀片電池,憑藉獨特、高超的技術,將磷酸鐵鋰電池給盤活了,成了動力電池市場的香餑餑,就連特斯拉都希望採購它。
為了解決磷酸鐵鋰電池能力密度低的問題,比亞迪另闢蹊徑,將電池做成又長又薄的刀片狀,不僅提高了能力密度,而且還提高了空間利用率,相同體積的情況下,磷酸鐵鋰刀片電池的能力密度不輸給主流的三元鋰電池的。
此外,傳統磷酸鐵鋰電池低溫效能差,比亞迪就研發了電池預加熱技術,保證電池在適合的溫度下進行工作。
解決了這兩點問題,再加上磷酸鐵鋰電池價格更便宜,安全性更高,迴圈壽命更長,攜帶了一塊76.9kWh磷酸鐵鋰刀片電池的比亞迪漢EV,就能有605公里的官方續航。同時,還能將整車價格壓縮到20萬這個級別,提高了整體價效比。
電動車最重要的就是電池安全,傳統的動力電池,因為動力電池本身就是一個能量體,一旦起火,會瞬間爆燃,留給車內人員的逃生時間極其短暫,所以安全性非常重要。
在安全性這一塊,比亞迪是做得非常好的,比亞迪已經拋棄不穩定的三元鋰電池,旗下所有車型都開始搭載磷酸鐵鋰電池,特別是其自研的刀片電池,正極材料化學效能更為穩定,在充放電過程中電池結構不會發生改變。在一些極限環境下,例如擠壓、跌落、過充、短路、碰撞以及針刺等特殊情況下,它的安全效能遠遠高於三元鋰電池。
針刺實驗是動力電池300多項安全測試中條件最為苛刻的測試,目前只有比亞迪的刀片電池通過了該項測試,刀片電池經過針刺之後,無煙、無名火,電池表面溫度依然控制在30至50℃之間,而普通磷酸鐵鋰電池,在針刺的瞬間,溫度可以高達200℃以上,而三元鋰電池無一例外,全部短路自燃。
對於動力電池來說,除了安全效能之外,第二重要的就是迴圈壽命,這決定了一塊動力電池的使用壽命。
從實驗資料來看,磷酸鐵鋰電池的迴圈壽命普遍優於三元鋰電池。三元鋰電池的完整充放電1200次,電池容量就會下降到原來的85%左右,而磷酸鐵鋰電池可以堅持到2000次以上。由此可見,磷酸鐵鋰電池的使用壽命確實更長。
動力電池續航受到很多因素影響,主要有:電池能力密度、環境溫度、道路工況、用車環境、電控技術等。
為了測試兩者的續航能力孰強孰弱,我拿了一輛搭載三元鋰電池的特斯拉Model 3和搭載了磷酸鐵鋰刀片電池的比亞迪漢EV進行測試。
需要說明的是:漢EV、Model 3均於前晚充滿電,並露天停放一晚。次日早晨,外界溫度為4℃,開啟車門後,漢EV電量顯示為99%,Model 3顯示續航里程為521km。
這臺特斯拉Model 3中控屏顯示的仍為EPA標準下的續航里程(特斯拉官方稱其NEDC續航為668km),加上受溫度影響,充滿電後的EPA續航為521km。
為了最大程度還原使用者的真實使用場景,在整個測試過程中我們打開了空調,均設定為24℃,二檔風速,但不使用影音娛樂系統,並且讓兩臺車一前一後交替行駛相同的路況和里程。
每25公里為一個節點,記錄下當時的表顯續航里程、平均電耗、路況以及溫度資訊等,從而得出兩臺車的實際行駛路程、行駛時間、各路段的平均電耗、掉電比例以及續航折扣率等。
我們將此次的續航測試地點選在南京,從江寧砂之船奧特萊斯藝術商業廣場出發,經寧宣高速路行駛,最後回到出發點,期間經歷了市區擁堵路況、市區通暢路況、高速路況等實際用車場景。
透過表格記錄的資料分析,這次的測試路段整體比較通暢。兩臺車按同一路線分別行駛了300km,其中擁堵路段30公里,佔比10%;通暢市區路段150公里,佔比50%;高速路段120公里,佔比40%。
經測試,雖然行駛的擁堵路段並不算多,但Model 3的平均電耗明顯要更高,達到了0.23kWh;而漢EV為0.185kWh;
在比較通暢的道路行駛,時速基本維持在50-60km/h之間,這種工況下兩臺車電耗最低,也是最省電的,掉電比例也基本維持在1:1.1左右。Model 3為0.16kWh,漢EV為0.154kWh。
而耗電量最高的為高速路段。該路段下,兩臺車的時速基本保持在110-120km/h之間,兩臺車掉電比例在1:1.5左右,急加速的情況下能達到1:2。透過資料能看出,尺寸和噸位更高的漢EV耗電量更高,Model 3為0.157kWh,漢EV為0.19kWh。
在行駛完300公里的實際路況之後,我們進行了結算。此時,漢EV表顯續航117km,Model 3表顯續航67km。
透過實際測試,可以計算出兩臺車的續航折扣率,Model 3長續航後驅版車型的續航折扣率約為55.3%,漢EV超長續航版的續航折扣率約為65%。
透過上述結論,我們可以計算得到理論上的真實續航里程。特斯拉Model 3長續航版車型在本次測試中的理論實際續航里程為359km;漢EV超長續航版車型在本次測試中的理論實際續航里程為394km,所以得到的實際續航里程漢EV要高於Model 3。
在低溫環境下(-20℃左右),三元鋰電池依然可以保持正常電池容量,更適合北方低溫地區;而磷酸鋰電池受溫度影響則非常大,氣溫低於-10℃時,電池容量將下降30%左右。這也是為何搭載磷酸鐵鋰電池的比亞迪車型,在北方地區受低溫影響更為嚴重的主要原因。
就目前的鋰離子動力電池技術而言,雖然在續航里程上增加了不少,但是電池衰減和電機耗電特性還是依然存在問題。日常城市代步還是非常香的,如果要跑長途上高速,或者所在城市在寒冷的北方,那麼在買純電動汽車的時候,還是要再三考慮實際使用需求才行。
很多車企看不上磷酸鐵鋰電池,因為它的電池能量密度低,低溫效能差,被很多中高階車型排斥。直到比亞迪開發出了磷酸鐵鋰刀片電池,憑藉獨特、高超的技術,將磷酸鐵鋰電池給盤活了,成了動力電池市場的香餑餑,就連特斯拉都希望採購它。
為了解決磷酸鐵鋰電池能力密度低的問題,比亞迪另闢蹊徑,將電池做成又長又薄的刀片狀,不僅提高了能力密度,而且還提高了空間利用率,相同體積的情況下,磷酸鐵鋰刀片電池的能力密度不輸給主流的三元鋰電池的。
此外,傳統磷酸鐵鋰電池低溫效能差,比亞迪就研發了電池預加熱技術,保證電池在適合的溫度下進行工作。
解決了這兩點問題,再加上磷酸鐵鋰電池價格更便宜,安全性更高,迴圈壽命更長,攜帶了一塊76.9kWh磷酸鐵鋰刀片電池的比亞迪漢EV,就能有605公里的官方續航。同時,還能將整車價格壓縮到20萬這個級別,提高了整體價效比。
一、三元鋰電池 VS 磷酸鐵鋰電池——安全性PK
電動車最重要的就是電池安全,傳統的動力電池,因為動力電池本身就是一個能量體,一旦起火,會瞬間爆燃,留給車內人員的逃生時間極其短暫,所以安全性非常重要。
在安全性這一塊,比亞迪是做得非常好的,比亞迪已經拋棄不穩定的三元鋰電池,旗下所有車型都開始搭載磷酸鐵鋰電池,特別是其自研的刀片電池,正極材料化學效能更為穩定,在充放電過程中電池結構不會發生改變。在一些極限環境下,例如擠壓、跌落、過充、短路、碰撞以及針刺等特殊情況下,它的安全效能遠遠高於三元鋰電池。
針刺實驗是動力電池300多項安全測試中條件最為苛刻的測試,目前只有比亞迪的刀片電池通過了該項測試,刀片電池經過針刺之後,無煙、無名火,電池表面溫度依然控制在30至50℃之間,而普通磷酸鐵鋰電池,在針刺的瞬間,溫度可以高達200℃以上,而三元鋰電池無一例外,全部短路自燃。
二、三元鋰電池 VS 磷酸鐵鋰電池——迴圈壽命PK
對於動力電池來說,除了安全效能之外,第二重要的就是迴圈壽命,這決定了一塊動力電池的使用壽命。
從實驗資料來看,磷酸鐵鋰電池的迴圈壽命普遍優於三元鋰電池。三元鋰電池的完整充放電1200次,電池容量就會下降到原來的85%左右,而磷酸鐵鋰電池可以堅持到2000次以上。由此可見,磷酸鐵鋰電池的使用壽命確實更長。
三、三元鋰電池 VS 磷酸鐵鋰電池——續航PK
動力電池續航受到很多因素影響,主要有:電池能力密度、環境溫度、道路工況、用車環境、電控技術等。
為了測試兩者的續航能力孰強孰弱,我拿了一輛搭載三元鋰電池的特斯拉Model 3和搭載了磷酸鐵鋰刀片電池的比亞迪漢EV進行測試。
特斯拉Model 3中中國產長續航後輪驅動版:三元鋰電池,電池容量76.8kWh,工信部續航668km;比亞迪漢EV超長續航版:磷酸鐵鋰電池,電池容量76.9kWh,工信部續航605km。需要說明的是:漢EV、Model 3均於前晚充滿電,並露天停放一晚。次日早晨,外界溫度為4℃,開啟車門後,漢EV電量顯示為99%,Model 3顯示續航里程為521km。
這臺特斯拉Model 3中控屏顯示的仍為EPA標準下的續航里程(特斯拉官方稱其NEDC續航為668km),加上受溫度影響,充滿電後的EPA續航為521km。
為了最大程度還原使用者的真實使用場景,在整個測試過程中我們打開了空調,均設定為24℃,二檔風速,但不使用影音娛樂系統,並且讓兩臺車一前一後交替行駛相同的路況和里程。
每25公里為一個節點,記錄下當時的表顯續航里程、平均電耗、路況以及溫度資訊等,從而得出兩臺車的實際行駛路程、行駛時間、各路段的平均電耗、掉電比例以及續航折扣率等。
我們將此次的續航測試地點選在南京,從江寧砂之船奧特萊斯藝術商業廣場出發,經寧宣高速路行駛,最後回到出發點,期間經歷了市區擁堵路況、市區通暢路況、高速路況等實際用車場景。
透過表格記錄的資料分析,這次的測試路段整體比較通暢。兩臺車按同一路線分別行駛了300km,其中擁堵路段30公里,佔比10%;通暢市區路段150公里,佔比50%;高速路段120公里,佔比40%。
經測試,雖然行駛的擁堵路段並不算多,但Model 3的平均電耗明顯要更高,達到了0.23kWh;而漢EV為0.185kWh;
在比較通暢的道路行駛,時速基本維持在50-60km/h之間,這種工況下兩臺車電耗最低,也是最省電的,掉電比例也基本維持在1:1.1左右。Model 3為0.16kWh,漢EV為0.154kWh。
而耗電量最高的為高速路段。該路段下,兩臺車的時速基本保持在110-120km/h之間,兩臺車掉電比例在1:1.5左右,急加速的情況下能達到1:2。透過資料能看出,尺寸和噸位更高的漢EV耗電量更高,Model 3為0.157kWh,漢EV為0.19kWh。
在行駛完300公里的實際路況之後,我們進行了結算。此時,漢EV表顯續航117km,Model 3表顯續航67km。
透過實際測試,可以計算出兩臺車的續航折扣率,Model 3長續航後驅版車型的續航折扣率約為55.3%,漢EV超長續航版的續航折扣率約為65%。
透過上述結論,我們可以計算得到理論上的真實續航里程。特斯拉Model 3長續航版車型在本次測試中的理論實際續航里程為359km;漢EV超長續航版車型在本次測試中的理論實際續航里程為394km,所以得到的實際續航里程漢EV要高於Model 3。
四、三元鋰電池 VS 磷酸鐵鋰電池——低溫續航PK
在低溫環境下(-20℃左右),三元鋰電池依然可以保持正常電池容量,更適合北方低溫地區;而磷酸鋰電池受溫度影響則非常大,氣溫低於-10℃時,電池容量將下降30%左右。這也是為何搭載磷酸鐵鋰電池的比亞迪車型,在北方地區受低溫影響更為嚴重的主要原因。
寫在最後
就目前的鋰離子動力電池技術而言,雖然在續航里程上增加了不少,但是電池衰減和電機耗電特性還是依然存在問題。日常城市代步還是非常香的,如果要跑長途上高速,或者所在城市在寒冷的北方,那麼在買純電動汽車的時候,還是要再三考慮實際使用需求才行。