“好身材=好體格”——這個健身圈的共識,如今在動力電池領域也可借用。
對於新能源汽車而言,圓柱電池、軟包電池和塊狀電池的“身材”,或多或少對於電池的整體性有一定的影響。因安全而廣為人知的刀片電池“一出道”,就充分體現了“身材”對於動力電池的影響之大。在順利通過針刺測試、極大提高體積能量密度、電池包強度等方面,“刀片身材”都功不可沒。
刀片電池的腦洞:既做能量體又做結構體
傳統的有模組動力電池包的體積利用率非常低,電池單體要先通過連接組合成為模組,再將若干個模組放在電池包內。在這種情況下,目前被廣泛採用的塊狀電池只能佔到電池包體積的40%左右。因為,在幾百公斤非均勻佈置模組的壓力下,電池包的剛度下降明顯,為了維持整個“公寓”的結構強度,就要在“樓內”增加加固梁,佔用“房客”們的空間。
如果去掉模組框和加固梁,就可以大大提高電池包的空間利用率,但是電池包的剛度要如何保證呢?此時一個大膽的想法在比亞迪工程師的腦海中誕生:何不讓電池單體既做能量體又做結構體?如果將電池單體做成又扁又長的“梁”的形狀,並且把它們緊緊並排安裝在一起,如此一來既增大了體積能量密度又保證了電池包的結構強度,真是一舉多得!
同時,因為這種電池單體又扁又長,形似刀片,所以比亞迪將其暱稱為“刀片電池”。沒錯!就是那個如今赫赫有名、順利通過針刺穿透安全測試的 “刀片電池”。
突破疊片工藝技術瓶頸 為刀片電池誕生掃除障礙
但在當時,雖然創意很完美,實現卻不容易——利用傳統的塊狀動力電池電芯的生產工藝,根本造不出像梁一樣長的電芯。正如我們市面上可以看到的塊狀電池單體那樣,利用傳統“卷繞”工藝生產的電芯寬度普遍在200mm左右,達不到貫穿整個電池包的寬度(一般在1米左右),自然也就起不到梁的作用。
困難擺在了面前,但比亞迪“電池大王”的名頭也不是白來的。功夫不負有心人,經過比亞迪工程師的多年努力,終於獨立研發出可大規模量產刀片電池電芯的“疊片工藝“,利用這種和“卷繞”迥然不同的“疊片”技術,比亞迪能夠生產出在600mm和2000mm之間任意寬度的電芯,且質量十分穩定。比亞迪所掌握的疊片工藝因其高生產效率和超高的精度,一舉為刀片電池的誕生掃除了障礙。
“身材優勢”完美展現 刀片電池輕鬆通過針刺測試
前段時間刀片電池針刺測試視頻在網上傳得沸沸揚揚,從中可以看出消費者對於刀片電池安全性提升的格外關注,而“刀片一樣的身材”對於刀片電池安全性能的提升,起到了至關重要的作用。
刀片電池在針刺測試中表現優秀的原因主要有兩個方面:其一是因為刀片電池尺寸比較長,相對於普通的磷酸鐵鋰塊狀電池和三元鋰電池,刀片電池迴路之間的距離更遠,所以產生熱量的速度較慢;其二是刀片電池的散熱面積遠遠大於其它電池,可以延緩温度快速升高。
刀片電池的誕生之路,不僅僅是簡單的“塑形”。曾幾何時,新能源汽車行業由於盲目追求動力電池的高能量密度,差點就丟掉了可持續發展的“魂”——安全。比亞迪20多年技術積澱,堅持安全壓倒一切的理念,用刀片電池讓行業發展重回正道。刀片電池的誕生也體現了比亞迪在新能源技術上的領先實力:通過全產業鏈垂直整合,集中優勢攻克高速疊片機的工藝難題,才得以讓刀片電池從一個大膽的創意走向大規模量產。
如今,首款搭載刀片電池的量產車——漢EV已經上市。再次證明比亞迪“用技術創新,滿足人們對美好生活嚮往”的理想從來就不是一句空談,而是真真正正地發生在你我身邊。