锂电池532 能量密度提升加持成本优势 磷酸铁锂电池展开反击战

小编 2024-10-11 聚合物锂电池 23 0

能量密度提升加持成本优势 磷酸铁锂电池展开反击战

目前,新能源汽车动力电池主要使用的两种类型——磷酸铁锂电池和三元锂电池,即将迎来重大变革。比亚迪近期宣布将在今年推出的 “汉”EV车型上采用新一代刀片电池,续航将超过600公里。除了能量密度之外,安全性也是整车企业选择动力电池的重要考量因素,磷酸铁锂因其较高的失控温度,安全性跑赢三元电池。而在市场需求方面,纯电动乘用车渗透率较低,该领域铁锂电池更具备市场潜力。

“刀片”电池续航超600公里

今年1月,比亚迪董事长王传福在中国电动汽车百人会论坛(2020)上表示,比亚迪将在3月推出新一代刀片电池,体积能量密度比传统铁锂电池提升50%,将应用在重庆工厂下线的全新轿车比亚迪“汉”EV车型上,续航将超过600公里。

据称该刀片电池“体积比能量密度”比传统铁锂电池提升了50%,成本能下降20%-30%,放电倍率将大幅提升,寿命长达8年120万公里。随之而来的就是搭载同样重量和体积的电池,可以拥有更长的续航,同时也保留了磷酸铁锂电池寿命长,安全性高的特点。

为了提升续航里程,如今的车企大多采用镍成分比例较高的三元锂电池。特斯拉所装载主要是三元锂电池,比较一般的磷酸铁锂电池来说能量密度相对较高。在三元锂电池领域,“532”为基础,“622”型号如今也已经十分常见,甚至“811”电池也已经在量产车型中搭载,也就是说维持电池稳定性的钴锰成份只占到20%甚至更少,在续航里程提高的同时,电池安全性却成了一大隐患。

从失控温度来看,三元锂电池材料数据在200℃左右发生起始分化,磷酸铁锂数据在700-800℃发生起始分化。而且三元锂的化学反应越来越剧烈,在高温的作用下会释放氧分子,激活电解液的燃烧,引发连锁反应。磷酸铁锂在分化过程中不释放氧分子,燃烧也不那么剧烈。

磷酸铁锂成本优势更佳

除了能量密度之外,安全性也是整车企业选择动力电池的重要考量因素。中国化学与物理电源行业协会数据显示,目前磷酸铁锂电池电芯的市场报价已降至0.7元/Wh以下,三元电池电芯的报价在0.9元/Wh左右徘徊,两者差距开始扩大。东方证券分析师表示以50度电车型为例,从三元电池调整至磷酸铁锂电池,补贴虽减少约2000元,但电池成本可降低1.2万元。

磷酸铁锂电池没有贵重金属(镍钴金属元素),所以在生产成本上较低。三元锂电池使用了镍钴锰多种材料,并且高镍电池的生产需要比较严格的工艺环境,目前成本比较高。并且经过这几年的开发,作为关键材料锂、钴等金属资源开始吃紧,尤其是金属钴的价格一路飞涨。

以三元电池为例,龙头企业宁德时代近年来随着补贴政策的退坡,其毛利也承压。从2015年至2019年9月底,宁德时代的毛利率由最高点的43.7%下滑至2019年三季报的29.08%。

国轩高科高级副总裁徐兴无此前表示,新能源车补贴退坡将大大刺激磷酸铁锂电池市场复苏。6月,由于新能源汽车的补贴大幅退坡,三元锂电池生产商成本压力骤升。磷酸铁锂成本、安全性和续航里程都优于三元锂电池,未来磷酸铁锂电池将获得更多市场份额。

相比三元锂电池,原材料价格低、安全性高、使用寿命长的磷酸铁锂电池明显更具优势,许多电池厂商也对磷酸铁锂更大的规模市场充满信心。合纵科技在业绩说明会中表示:公司磷酸铁锂需要继续扩大产能。比亚迪锂电事业部也曾公开表达了“相信磷酸铁锂电池在某一个局部强势回归”的观点。

乘用车渗透率较低 铁锂电池具备市场潜力

2019年中国新能源汽车渗透率为4.8%,相比2018年微增0.3%;2019年新能源乘用车渗透率为4.8%,相比2018年同样微增0.3%;2019年新能源客车渗透率为17.1%,相比于2018年下降4.3%,其渗透率变化基本与补贴退坡时间点一致,存在明显抢装现象。

有电动车业内人士坦言,乘用车不应该放弃铁锂电池全面转向三元,“铁锂在乘用车这一块会有长期的成本优势,普及级别的市场主流电动车并不会是对续航极致追求的长续航纯电动,中等续航纯电动的占比会比长续航多很多,铁锂电池在中等续航纯电动的降本方面价值是很大的。”

一方面,新能源乘用车是市场主要车型也是增速最快的车型。据中汽协数据显示,2019年中国新能源汽车共生产124.2万辆,其中新能源乘用车占比87.8%。在2019年新能源汽车市场出现负增长的情况下,纯电动乘用车是唯一同比出现增长的车型,同比增速为10.8%。另一方面,中国新能源乘用车渗透率基本与新能源汽车渗透率同步。此前最新发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》征求意见稿提到,2025年新能源汽车销量占当年汽车总销量25%,由此可见未来五年新能源乘用车增速空间巨大,复合增长率约32%。

本文源自财富动力网

坚持自主研发并掌握多项核心技术 名爵 EZS 三电技术解析

随着国内新能源汽车市场的销量和需求持续走高,各大厂商都不约而同地在研发上搞起了军备竞赛。尤其是作为电动车的核心技术板块的“三电”技术,更是大家精耕细作的主战场。上汽有着近十年的新能源汽车研发生产经验,积累了多项核心技术。而上汽名爵最新的纯电动 SUV 车型 EZS ,很好地继承了上汽最新的新能源技术。在三电技术方面,名爵 EZS 有不少干货可以说。

电池除电芯外全部自主研发,能量密度达 161Wh/kg

名爵 EZS 电池组除了电芯是采购宁德时代的之外,其余部分全部为自主研发。电池使用的是 NCM532 三元锂电池,电池容量 44.5kWh ,能量密度达到了 161Wh/kg 。在当前的新能源汽车市场上,名爵 EZS 的能量密度是处于第一集团的。NCM532 电池的特点是比较稳定,使用寿命更长,实验中的循环充电次数达到 3000 多次。

名爵 EZS 的一体铸造式轻量化电池外壳。

另外,电池组配备了智能电池温控管理系统,水冷系统与加热系统确保电池始终工作在适宜温度区间。同时,车底和电池框架得到了优化,使用铝合金铸造框架,加上钢铝混合电池底板,并提高门槛梁强度,整车已在北欧与泰国等地进行了续航与耐久性测试,能够适应不同国家和地区的使用场景。

车底结构和电池框架得到进一步优化。

名爵 EZS 的最大涉水深度是 43cm,电池达到美国 UL2580 电池安全认证,且整车高压系统防尘防水等级均达 IP67 民用最高等级,可在雨季露天充电、通过大暴雨积水路面。在电池的使用寿命方面,名爵承诺的事 8 年 20 万公里电池衰减小于 30%。

名爵 EZS 最大涉水深度 43cm 。

电机采用 hair-pin 绕组设计,爆发力更强

由于采用hair-pin绕组设计,名爵EZS的电机相比其它圆铜线绕组电机,车辆同等体积下有效铜面积提高 20% 以上,电机功率/扭矩密度比同级竞品高约10%-15%,电机效率比同级竞品高约0.5%-1%;电机高效区集中在2500-6500rpm,在NEDC工况下,电机平均电耗比其它产品电机低约3kWh/100km;同时,这款电机兼顾散热性好、体积小等优点,还可有效提升电机散热能力,增强高负荷状态下的持续输出性能。

名爵 EZS 高功率密度型电机。

hair-pin 发卡绕组定子。

名爵 EZS 的电机最大功率110kW,最大扭矩350Nm ,实测0-50km/h加速仅2.8s 。在日常城市驾驶状态下,应付红绿灯起步以及市区道路上的超车可以说是游刃有余。

智能电控系统VCU,平衡性能与节能

名爵 EZS 采用高效智能电控系统VCU,配合超高密度的ESS电池和高效高功率电池电驱EDS,平衡了动力性与节能性,还提供 SPORT、NORMAL、ECO 三种驾驶模式,应对不同的路况。

另外,名爵 EZS 提供三种能量回收模式(强、中等、轻微),并且在强回收模式下采用新一代制动能量回收技术S-Pedal 。这也让名爵 EZS 成为了国内同级唯一搭载 S-Pedal 模式的车型,能够让综合工况下的电耗降低 5% 左右。

驾驶模式和动能回收级别均可在拨片上调节。

除了可以帮助节能,S-Pedal 模式还能让驾驶更轻松。驾驶员通过调整单个电门踏板的深浅即可满足日常90% 的减速需求,尤其拥堵的城市路段,不需要频繁地在加速踏板与油门踏板间来回切换,可缓解脚部疲劳。

最后值得一提的是,名爵 EZS 是“国内首款满足欧标的纯电动车”,通过了严苛的 E-MARK、REACH 等欧洲法规认证,在技术和品质上经受住了考验。当然,对名爵EZS 来说,续航这个问题是无法回避的。在当前自主品牌电动车纷纷跨越 400km 的门槛,朝着 500km 的综合续航迈进时,名爵 EZS 的 NEDC 综合续航 335km 的确显得不那么漂亮,但讲真,对于一款定位于城市代步的电动车来说,续航能力真的有必要那么大吗?按照每天往返平均 50km 来计算,一周 5 个工作日总共 250km 的路程,名爵 EZS 完全能够胜任。

编辑总结 /

在三电技术方面,名爵 EZS 拥有多项自主研发的核心技术,并且通过了重重试验和欧洲标准认证,但真正的考验还是来源于市场。名爵 EZS 将于 3 月 30 日正式上市,结合它不错的产品力,如果有一个合适的售价,这款俏皮的小 SUV 用来日常代步再合适不过。

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