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圆柱/方形/软包电池 哪种形式的汽车动力电池更好更安全?
随着新能源汽车产业的大力发展,这两年我们慢慢地了解了很多新的知识点,其中动力电池就是常被提及的内容之一,不过大家一般都是从新车宣传中了解到电池的成分:三元锂、磷酸铁锂等,但对于电池封装了解得并不多。这看似只是电池组的外包装的区别,但却对性能有很大的影响。本文为大家科普一下汽车动力电池常见的三种封装方式:方形电池、软包电池和圆柱电池,它们三者谁的性能更好更安全?未来谁将会占据优势呢?
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先来看一组数据:2021前三季度国内新能源汽车销量约182.6万辆,同比增长46%;动力电池装机量约82.42GWh,同比增长152%。今年国内的新能源汽车呈现出大幅增长的态势。而三种封装形式的电池中,2021前三季度方形动力电池装机量约69.47GWh,同比增长175%;软包动力电池装机量约6.33GWh,同比增长212%;圆柱动力电池装机量约6.63GWh,同比增长23%。可以看出来,国内市场方形电池相比于软包动力电池和圆柱动力电池仍然是绝对的主流。目前这种态势是如何形成的?我们需要对三种电池有一个详细的了解。
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方形电池指铝壳或钢壳方形电池,从上述数据也能看出,方形电池的装机量在国内相比其他二者遥遥领先,这也有一定的原因。方型电池采用卷绕和叠片两种不同的工艺,对电芯的保护作用更好。由于方形电池的结构较为简单,不像圆柱电池采用强度较高的不锈钢作为壳体及具有防爆安全阀的等附件,所以整体附件重量要轻,相对能量密度较高。
异形电池,图片源于网络
同时,由于方形电池的外壳可以实现定制化生产,所以根据市面上不同的新能源车的产品型号可以有成千上万种电池外壳形状,其实这一点对于“油改电”车型非常友好,因为这些基于燃油车平台改造的电动车由于原生结构原因,必须从油箱、排气管路等位置“偷”出空间来放置电池包,但空间又不规整,所以只能找电池企业定制化生产“异形电池”,所以这里也交大家一个小窍门:看一台车是不是“油改电”,别光听厂家宣传,就看它的电池是不是异形电池。
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当然方形电池外壳的千变万化相对应的一个负面影响就是无法实现统一化标准生产,对于后续新能源车的电池置换、通用是一个较大的问题,尤其对于商业化运营车辆或私人车辆后续使用而言很难形成统一化生产改装。
比亚迪刀片电池,图片源于网络
目前国内市场常见的诸如宁德时代、比亚迪、国轩高科等大大小小电池企业大都涉及方形电池业务;而从车企和产品看,我们熟知的采用CTP技术的比亚迪刀片电池、广汽埃安弹匣电池等都属于方形电池,另外头部新势力蔚来ES8ES6EC6、理想ONE等车型都是。
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这个离我们的生活最为贴近,遥控车上的5号电池就是圆柱电池,而新能源车上的电池就是由数千个“5号电池”组成的。当然它们并不是5号电池,而是另外一种型号。圆柱电池主要以钢壳圆柱为主,这种电池的表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度范围宽、对环境友好。但同时缺点也十分明显,包括自重较大、圆柱外形导致的空间利用率低、径向导热差导致的温度分布问题等。
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在新能源汽车上最出名的就是特斯拉,它家从一开始就在使用来自松下的18650圆柱电池,可以说在乘用车领域是特斯拉把圆柱电池带了起来。像目前新能源汽车领域常见的圆柱电池分为14650、18650、21700、4680等型号,这些数字命名就是通过电池直径、高度来直接命名的。而从代际看,最新的4680电池将投产上车特斯拉。而国内还有一家新势力:岚图汽车发布的“琥珀电池”也是圆柱电池,它采用了三星电池的2170三元锂电池。
指以铝塑膜为外壳的锂电池,在3C领域渗透率已经超过60%,并逐步扩展至新能源汽车行业。与硬壳电池相比,软包电池具有设计灵活、重量轻、内阻小、不易爆炸、循环次数多、能量密度高等特点。软包电池随着智能手机和平板电脑的普及得到快速发展,因其良好的延展性和高能量密度特点,逐步应用到新能源汽车、储能等领域。能在现有技术水平上提升动力电池的能量密度,在续航里程上进一步缩小和燃油车的差距。
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与硬壳包装相比,软包装能够提升电池安全性、减少电池自耗电、延长使用寿命,并具有设计灵活性。软包装的不足之处在于包装材料铝塑膜机械强度不及硬壳,目前依赖进口、成本较高,目前生产工艺不成熟、标准化程度低等因素也制约着其发展。
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目前搭载软包电池的产品也不算少,奥迪e-tron、日产轩逸纯电、凯迪拉克XT5插电混动等车型都属于这一阵营。不过几年后,可能不会太久,软包电池将迎来新的春天,原因就是全固态电池技术的落地。因为软包电池的那些优点,全固态电池技术大概率会落地到软包电池,续航长、充电时间短、安全性高等优点会让它走向舞台中央。
总结:
目前国内电池产业发展状况中方形电池、圆柱电池和软包电池三种封装形式的情况并不能绝对说明三种技术路线的优劣,只能说明在国内市场环境下龙头电池企业的技术走向,这个这些企业在相关领域的技术积累息息相关。以方形电池为主的市场局面短期内不会改变,但随着全固态电池等技术的突破,这个比例很可能会被打破。
锂电池分类及安全性
一.锂金属电池:锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
二.锂离子电池:锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
小鹏g3i电动汽车质量怎么样?
小鹏G3I在质量安全方面的优异表现,真正的定义了它在汽车行业的安全地位,在新势力造车领域中都是处于领先水平的。
小鹏汽车G3i的最高NEDC综合续航里程为 520km可以能够覆盖城市内自由出行、城市到郊区出行、城市到城市出行等场景。
配备的宁德时代新一代方形三元锂电池,能量密度高达到180 wh/kg,工艺成熟,可靠性好,安全性高,环境适应性强,工作温度范围为-30至55℃,适用于高温、高寒等极端环境。整个电池舱采用阻燃结构和防爆阀设计,并增加Fuse保护。
全新的电池舱设计和高效的BMS系统,满足国际级的安全标准。同时也达到了IP68级防水防尘,可以有效防止外物及灰尘侵入,在夏季雨水较多时,IP68级能应对常见雨水天气,因此小鹏汽车G3i在电池质量安全方面是大可不必担忧的。
此外,车身材质也是决定其高质量的重要因素。小鹏G3使用高强钢比例达到70%,采用多传递路径和多环状球笼式结构,环形结构互为支撑,拥有刚性强,结构稳定等特点。
正因为拥有这样的结构,无论遭遇前碰、侧碰、后碰等各种碰撞时,碰撞力都会通过各个网状节点迅速分散,有效降低局部集中受力,减轻碰撞事故中对车体的侵入,极大的提升了车辆的碰撞安全性。
另外,中高配车型在常规的预紧限力安全带基础上增加了马达和控制器,接入整车网络控制,可以在危险预警和危险发生时警示或保护驾驶员,结合全车6安全气囊,保护全车驾乘人员安全。
小鹏G3在主动安全及被动安全方面,获得了中保研测试中获得4项“优秀”及2项“良好”的成绩。
在2019年第二批中国新车评价规程(C-NCAP)测试中,以综合得分率92.2%还获得C-NCAP 测试五星评价,成为2018版C-NCAP 测试规则发布后,首批参与测试并获得五星评价的纯电动车型之一。
中保研、中汽研双安全的认证让小鹏汽车G3成为业内的质量安全标杆。小鹏G3i作为G3进化产品,在安全方面更加精益求精,令驾驶者更安心。
实测福特领界EV综合续航不输270公里,在电池安全上它用尽了心思
福特领界EV续航表现属于中规中矩,其中,城市路段耗电量与实际行驶路程基本保持一致,高速路段,由于智驾君驾驶较为激进,测试福特领界EV综合实际续航在270公里左右。
文丨AutoR智驾 子墨
车型:福特领界EV
智驾指数:73分(评分细则详细文尾)
智能驾驶等级:L1(以美SAE International(国际汽车工程师协会)分级标准)
智能互联配置:飞鱼车载互联系统
智能驾驶配置:盲点辅助,TSR 交通标志识别、主动泊车辅助
江铃福特领界EV,福特品牌在华第一款纯电动车型,同时也是国内首款合资品牌纯电动紧凑型SUV,售价19.90万元起,它的电池容量为49.14 kW. h,NEDC续航里程为360公里。
从售价与续航里程来看,这款车在国内新能源汽车市场不具备足够的优势,不过,相比不占优势的续航里程,福特领界EV的亮点是搭载了型号为NCM622方形三元锂电池组,与主流的811电池相比,它的优势是热稳定性、循环性能表现优异。
官方数据显示,福特领界EV电芯1800次充放电循环,可用电量依然大于80%,容量衰减小于20%,整个动力电池组防尘防水等级为IP67,并经过火烧、挤压、浸泡等17项极端测试。
同时,具备24个全时温度监测点,一旦电池有热失控风险,将会通过车机屏幕提醒用户离开车辆,并逐级降速和解锁车门。
针对电池安全,福特领界EV电池组采用了双层阻燃设计,并将电池布置在发生碰撞概率较小的区域,被4根刚性横梁牢牢固定车架上,在进行车身碰撞测试时,22个电池组纹丝未动,且车身底盘结构也提供了足够的吸能区,确保电池组不产生任何挤压变形。
电池安装前,工厂还要对电池进行气密性监测,并记录电池溯源ID,一旦产生故障会迅速锁定电池编号,追溯电池档案,从而排除故障信息,另外对于每台下线车辆对车辆进行100%等电位检测,以免产生静电火花。
从车底观察电池组,可以发现领界EV在电池组底部设计了下护板,这样的好处是可以防止碎石或坚硬物体对电池的直接性损伤。
说了这么多,福特领界EV真正跑起来如何?
按照智驾对新能源汽车的测试方法,测试先上高速,然后再进行城市道路,最终综合来看该车的续航能力。
智驾君拿到这款试驾车的时候,电量显示基本是满电,由于取车地点在五环外,所以,我们可以直接进行高速驾驶测试。
具体行驶路线为:丰台区郭公庄公交站-金盏乡蓝调庄园-朝外SOHO-奥林匹克森林公园-物质学院。
全程134.7公里,路况状况畅通,高速环路全程控制车速在80km/h左右,城市道路车速在40km/h左右,驾驶模式设置为普通,能量回收选择最强的3挡,全程空调自动,车上1人。
出发时,行程信息显可续航里程356公里、小计里程300.1公里,测试结束后,行程信息显示可续航里程公里168公里,小计里程434.8公里.。
经过简单计算可以可知,福特领界EV掉电188公里,实际行驶134.7公里,如果按照续航360公里来计算,福特领界EV综合实际续航在270公里左右。
总的来说,领界EV续航表现属于中规中矩,其中,城市路段耗电量与实际行驶路程基本保持一致,高速路段,由于智驾君驾驶较为激进,所以耗电比较严重。
与此同时,为了解决电动车使用场景中常见的充电问题,领界EV推出包含7项服务内容的服务包,其中涵盖了业界首创的不限量免费公共充电、不限次代客充电服务。
这也是在合资品牌中第一家推出电动车“服务包”的企业,“福特派”现已接入全国超过15万根公共充电桩信息,同时打通了查找、控桩和支付全流程,并提供业界首创的先使用,后支付的充电体验,用户无需下载多个公共充电桩APP并预存金额,直接在“福特派”终端操作即可完成全部公共充电流程。
说完续航能力,再看一下领界EV有意思的科技配置。
作为一款新能源汽车,智能化配置貌似成为这个时代的标配,在人性化智能人机交互系统方面,领界EV选择了飞鱼车载互联系统。
该系统通过中控10.1英寸的屏幕实现人机交互,根据眼椭圆正态分布进行人机优化,车内中控屏幕倾角设置为56°,达到视角、反光度、显示清晰度的综合平衡,所以,即便是在强光下使用,也可以清晰的看清中控屏幕中显示的内容。
为了更加方便驾驶者操控,系统还搭配飞梭式中控旋钮和AI智能语音交互系统,通过定制化科大讯飞语音包,针对用车场景进行深度优化,语音识别率高达98%,并具备5种人设、6种方言版本TTS语音包,支持全局免唤醒和场景免唤醒功能。
另外通过手机互联App,车主还可以在手机端对车辆进行定位、远程控制空调、检查剩余电量、查看剩余充电时间、查找附近充电桩、远程查看并控制充电情况。
而在驾驶辅助系统方面,领界EV搭载了8项智行驾驶辅助配置:TSR、IHC、DSM、BLIS、FCW、LDW、360全景影像以及自动泊车。
其中,TSR 交通标志识别和主动泊车辅助系统重点说明一下。
开车超速是大部分驾驶者经常遇到的一种场景,领界EV利用前置摄像头识别路段限速、禁止超车等道路标志,并且能在第一时间将相关信息显示在仪表上,可以说,很好的做到了超速提醒,减轻驾驶员行驶负担。
领界EV主动泊车辅助系统设计满足垂直车位和水平侧方位的自动泊车,其中,侧方位停车可大部分精确到离路沿20cm,算法可精确到比国标1.24倍车长更短,为1.175倍车位长度,经过智驾君多次泊车测试,领界EV都可将车辆精准的停放到相应的车位。
不过,值得注意的是,领界EV在驾驶辅助系统方面还值得改进,虽然搭载了
FCW 前碰撞预警系统、LDW 车道偏离预警系统,但系统的作用只是起到了声音预警,并没有做到车辆的自主控制,同时,车辆也没有搭载当下流行的L2级别自动驾驶辅助系统,整体系统该处在L1阶段。
作为福特品牌在华新能源市场的首款纯电车型,领界EV在车型定位与行车安全方面都做到了最优。
但是,由于续航能力不足和智能科技配置少也成为该车在消费市场面对的问题,目前来看,紧凑型纯电动SUV市场,领界EV主要对手有有宋Pro的纯电动版、小鹏汽车G3和威马EX5等车型,如果消费者在这个级别选择一款安全的合资品牌产品,领界EV值得推荐。
智驾指数综合评分:73分(L2级);
智能互联指数:15分
智能驾控指数:17分
驾驶操控指数:13分
舒适乐趣指数:14分
空间利用指数: 14分
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