鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年12月18日
都是三元鋰電池,憑啥知豆上的只值幾萬,特斯拉上的賣幾十萬?
2017年最后一個(gè)長(zhǎng)假已經(jīng)過去了,感覺這一年就要完蛋了,回首過去的10個(gè)多月,感覺新能源車型的試駕活動(dòng)比以往來得更兇猛一些。從榮威、比亞迪再到別克、寶馬,合資的、自主的,許許多多我都已經(jīng)數(shù)不清楚了。
雖然次數(shù)是數(shù)不清楚,可是宣傳單里面的內(nèi)容版式卻是閉著眼睛都能寫出來:“百公里加速XX秒內(nèi),電池容量XXkwh,快充XX分鐘,續(xù)航里程XXkm”。有人說純電動(dòng)車的技術(shù)比較簡(jiǎn)單,無非就是電池、電機(jī)和電控系統(tǒng),比起有內(nèi)燃機(jī)的汽車少了些宣傳亮點(diǎn),剛開始我也是這么認(rèn)為的。
直到有一天,我用手機(jī)導(dǎo)航的時(shí)候,我那不爭(zhēng)氣的水果機(jī)變成了黑屏,里面只顯示一句話:“iPhone降溫后才方可繼續(xù)使用?!蔽彝蝗粨?dān)心如果我開的是一臺(tái)純電動(dòng)車,它在儀表盤上也顯示了這內(nèi)容,我該怎么辦?手機(jī)過熱黑屏了不會(huì)危及生命,可是汽車過熱熄火了,那可是有大麻煩的。
以前認(rèn)為汽車最貴的部件莫過于動(dòng)力系統(tǒng)了,發(fā)動(dòng)機(jī)+變速箱大概能占到整車成本的三分之一,那么換成純電動(dòng)車,最貴的會(huì)是電機(jī)嗎?不!最貴的是電池,大概能占到整車成本的20%~50%。有一家研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)表示,2016年中國(guó)動(dòng)力鋰電池電芯的成本超過了1192元/kWh。
GE3的動(dòng)力電池系統(tǒng)
可是即便是這么重要的一個(gè)部件,廠家對(duì)它的宣傳少之又少,最多也就宣傳一下它用的是什么材質(zhì)的電池,是三元鋰電池、還是磷酸鐵鋰電池,又或是比亞迪的鐵電池,一行字草草帶過就算了,難道上百萬車價(jià)的鋰電池和幾萬塊的鋰電池是一樣的嗎?
是不是天下電池都一樣?
特斯拉身上的三元鋰電池是不是就和知豆身上的一樣呢??jī)H僅只是容量上的差別嗎?在“祺技萬里行”的時(shí)候,我就這個(gè)問題跟廣汽研究院的工程師討論了一下午,除了帶來了一個(gè)“不一樣”的答案之外,還有一萬個(gè)的“傻X”。
純電動(dòng)車的動(dòng)力電池不像我們小時(shí)候玩四驅(qū)車的電池那么簡(jiǎn)單,它是集化學(xué)、物理、機(jī)械、電氣、熱管理、電子和控制于一體的復(fù)雜系統(tǒng),所以什么三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池等等各種電池不過是原材料的不同,就像汽車都是鋼鐵做的一樣,可是做出來的汽車卻很不一樣。
目前廣汽傳祺首款純電動(dòng)車用的是全球最新一代的三元鋰電池,它的能量密度可以超過120wh/kg,所以傳祺GE3在達(dá)到它目標(biāo)里程的同時(shí),可以保證較低的整備質(zhì)量,1.6噸的體重對(duì)于一款帶著可續(xù)航310km電池的小型SUV來說,真心不重了,繽智也都1.3噸了。
電池的材料不過是基礎(chǔ),怎樣讓電池時(shí)時(shí)刻刻保持著最佳的工作狀態(tài)卻是另一回事,就像一碗面,吃飽是前提,至于好不好吃,那是更深層的東西了。而這其中影響電池工作效率的一個(gè)很重要的因素就是溫度,電池對(duì)溫度的敏感程度不亞于女生敏銳的直覺。
電池最舒適的溫度和人體的差不多,大概在15~30℃,如果工作溫度超過35℃,其后果就像手機(jī)發(fā)熱一樣,性能急劇下降,甚至是死機(jī);當(dāng)工作溫度低于5℃,電池的充電功率會(huì)大幅降低,約為峰值的33%,充電時(shí)間會(huì)成倍增加,充電時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致電池產(chǎn)生析鋰現(xiàn)象,可能會(huì)造成電芯內(nèi)短路等安全隱患。
采用快充的GE3只要30分鐘就能充滿80%的電量,即便是慢充,8小時(shí)也足夠充滿電了,如果沒有溫控系統(tǒng),這個(gè)效率就要大打折扣了。
可是,即便是電池對(duì)工作溫度如此挑剔,針對(duì)動(dòng)力電池設(shè)計(jì)專門的溫控系統(tǒng)的廠家卻是少之又少,僅僅依靠電池自身的散熱,低溫保護(hù)更是沒有了。這放在廣東這些氣候比較溫和的地方還勉強(qiáng)可以,可是放在黑河、吐魯番這些極寒極熱的地方是不是就等于廢鐵一堆呢?
在吐魯番的高溫試驗(yàn)場(chǎng),廣汽傳祺有專門針對(duì)新能源車電池在高溫情況下的快充測(cè)試,由于有電池的溫控技術(shù),所以在如此惡劣的環(huán)境下,GE3的充電效率幾乎沒有任何影響。
現(xiàn)在這個(gè)問題還不突出,因?yàn)樾履茉窜嚨匿N量主要集中在北上廣深這幾個(gè)限牌的地方,可是隨著全國(guó)各地都在大力推動(dòng)新能源政策,如果電池的溫控系統(tǒng)沒有普及起來,即便新能源車能運(yùn)到全國(guó)各地的4S店,恐怕也難出其大門。
傳祺GE3溫控系統(tǒng)的工作原理
“我們?cè)谕卖敺鯣E3對(duì)標(biāo)車型的試驗(yàn),很多國(guó)際大牌的新能源車都直接趴窩了,溫度實(shí)在是太高了?!痹诠こ處熈R完我之后,他告訴我傳祺GE3做試驗(yàn)的一些點(diǎn)滴?!昂芏嘁痪€品牌都沒有電池的溫控系統(tǒng),自主品牌的更不用說了,歸根到底還是成本的問題,本身電池成本就高,再弄一個(gè)溫控系統(tǒng),這成本就更下不來了。”
有溫控系統(tǒng)的,我知道的都是一些比較高端的車型,例如寶馬i3、特斯拉和奔馳EQ等等,這些車型的品牌價(jià)值高,有一定的利潤(rùn)空間??墒菍?duì)于自主品牌來說,賣的只有實(shí)在,所以每一分每一毫都需要榨干,難度挺大的。
不只是GE3,傳祺GS4PHEV車型也搭載這個(gè)溫控系統(tǒng),所以從廣州到吐魯番,這臺(tái)傳祺的新能源車沒有拖半點(diǎn)后腿!
傳祺GE3集成了一套可將電池溫度控制在舒適區(qū)間的溫控系統(tǒng),采用液冷的形式。在電芯底部設(shè)計(jì)了很多鋁質(zhì)流道,電芯和冷卻液之間隔著薄鋁板和導(dǎo)熱系數(shù)較高的導(dǎo)熱軟墊,既保證了高效的導(dǎo)熱效率,同時(shí)也能避免液體泄漏導(dǎo)致電池短路。
電芯和冷卻系統(tǒng)布置圖
即便有這么一個(gè)溫控系統(tǒng)還不夠,由于冷卻液的通道大小和走向不一致,容易造成電芯之間的溫差較大,也就是有一部分的地方冷卻效果很好,而另一部分可能冷卻不到位,而電池的壽命也就取決于不佳的那一塊,最終溫控系統(tǒng)發(fā)揮不了它的最大效用,電池的壽命大打折扣。
細(xì)心的傳祺工程師發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題,所以設(shè)計(jì)工程師和熱仿真工程師通過對(duì)電池的熱力學(xué)仿真,對(duì)電池冷卻液的流向和通道進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),確保電池最大和最小的溫差在5℃之內(nèi),有效提高了電池的壽命。
傳祺工程師對(duì)電池的保護(hù)相當(dāng)妥當(dāng),不僅有溫控系統(tǒng),同時(shí)也有一個(gè)護(hù)板來避免路面飛石的敲打。
最終電池的熱量將會(huì)何去何從?傳祺GE3電池外部冷卻系統(tǒng)通過與空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器并聯(lián)的液液熱交換器對(duì)冷卻液進(jìn)行降溫,降溫后的冷卻液再通過水泵的壓力進(jìn)入到電池內(nèi)部進(jìn)行散熱。如此巨大的熱量給空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)很大壓力,GE3的壓縮機(jī)選自日本三電集團(tuán),不僅功率強(qiáng)大,而且可靠性十足。
當(dāng)電池低溫需要加熱時(shí)候,獨(dú)立的高壓熱體加熱器就會(huì)將冷卻液加熱,然后再輸送到電池內(nèi)部。
也正因?yàn)檫@個(gè)電池的溫控系統(tǒng),傳祺GE3的290Nm峰值扭矩和120kW最大功率無論在何時(shí)何地都能完全爆發(fā)出來,這才有助于電動(dòng)車走遍全國(guó)也不怕。
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