【E說就懂】對於大街上司空見慣的燃油車來說,它們的驅動原理或許您也早已熟知。用燃油來作為驅動源,並將它貯存在車內的油箱之中,再透過管線一點點地將燃油輸送到發動機裡打火爆燃,然後透過爆燃之後的力量推動氣缸裡的活塞,以此來帶動曲軸讓車輛行駛。
當然,也許我上述所說的只說的非常片面且不細緻,那是因為提到燃油車只是為下文做一個引子,而這個“下文”就是我們今天所要上的“主菜”——動力電池技術。
說到這,是不是感覺燃油車和動力電池技術很不搭邊?其實,如果我們換一個角度去看待這兩者的話,其實還是有一點“關聯”的。比如:
燃油車發動機→純電動汽車驅動電機
燃油車燃油→純電動汽車電能
燃油車油箱→純電動汽車動力電池
等等······
而本期E說就懂,就來探討一下這個“油箱”技術,也就是最新的動力電池技術的發展。
一般來說,在純電動汽車中,動力電池包作為汽車唯一的動力來源,動力電池包電能儲存量的高低決定了電動汽車的行駛里程。而提高動力電池包電能的方法有兩種:採用高容量的電芯,或者增加更多的電芯。
目前新能源汽車的動力電池組以三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池為主,其中,三元鋰電池擁有密度高、容量大的優點,是不少車型的主流使用方案;而磷酸鐵鋰電池則有著安全性高、成本較低的優勢,不過由於能量密度不及三元鋰,因此只有部分車企所青睞。
那麼重點來了,三元鋰電池是一種以鎳鈷元素為正極材料、以錳鹽或鋁鹽作穩定化學架構的鋰電池,主要成分為鎳鈷錳(NCM)和鎳鈷鋁(NCA)。在鎳鈷錳電池中,又分為NCM111、NCM523、NCM811多種形式,其中的數字代表的是鎳鈷錳的比例。鎳含量越高,電芯的能量密度越高,容量則越大,因此不少看重長續航的中高階車型,採用的都是NCM811電池。而目前,國際鎳價突飛猛漲,李想甚至用“非常離譜”形容漲幅。據相關投行預估,鎳價的上漲,將直接導致一臺純電動汽車的生產成本增加1000美元,約合六千多元人民幣。
這不,今年進入3月,國內一批又一批的新能源車企陸續發出漲價通知,各車型都迎來不同幅度的增長,少則數千,多則過萬。所以能夠看出,只是從材料改變電芯的話,容量越高,成本也越高。因此擴充“油箱”,透過改變電池包內部的結構,來塞下更多的電芯,就可以在不改變電池材料的前提下,提升續航。那麼,如何改變電池包結構來提升容量?
這裡我們就要提到一個公式:電池組能量密度 =電芯能量密度×成組效率。
從這個公式中我們就可以看出,要實現電池組層面的高能量密度,除了提高電芯的質量外,提升成組效率也是非常重要的。
早期的電池包,其內部的構造由三部分組成,分別為:電芯單體、電池模組以及動力電池控制系統。其中電芯單體之前我們已經講過,這裡就不再贅述了。而電池模組就是將這些單體電芯聚攏在一起,最終形成一個又一個的“能量體”。
當然除了這些模組外,在整個電池包中,還包含了電池管理系統、熱管理系統、高低壓回路等部件,它們的分佈佔據了電池系統的部分重量和內部空間,其成組效率在60%~70%!也就是說你買了一套房,這60%-70%只是你的使用面積,而剩下的為公攤面積。所以如果再加上管線等構件帶來的電能損耗,一整套電池組的能量密度是要低於電芯的單體能量密度。
根據國內某企業作出的論斷,一個單體能量密度突破300Wh/kg的電芯,因為受限於傳統電池包的成組方式,電池系統層面的能量密度仍處於160Wh/kg左右。因此,如何提高電池包成組率就成為提升動力電池能量密度的最好辦法之一。那麼,如何做到呢?
很簡單的做法就是能不要的就不要,給電池做“減法”。而首當其衝的就是減少或者去除電池模組的數量。
早期的電動汽車由於是技術起步階段,為了全車的安全考慮,特別是減輕因電池短路而造成的熱失控所產生的熱傳遞現象,因此採用了“電芯-電池模組-電池包”的封裝形式,這就好比輪船所採用的隔艙化設計,透過隔斷的防水門阻擋流進的海水一樣。
另外,模組的設計也是為了更好地將電芯聚攏並管理起來。例如特斯拉採用七千多個電芯,如果直接組裝到電池箱體內部,其裝配複雜程度絕對是一個不小的工程,所以生產效率也會非常低。所以,將部分電芯進行預先整合就變得十分重要,因此我們就看到早期的Model S就擁有多達十多個模組,加上四處纏繞的線束,其體量可想而知。
而隨著電池技術的不斷髮展,在電芯能量密度的逐步提升後,電池模組的數量也就開始逐步削減下去。如今在Model 3上面僅用了4個大尺寸模組,大大減少了冗餘部件。不僅如此,國內大部分車企也開始採用大容量方形鋁殼電池,為去模組化提供了機遇。那麼,現在主機廠或者電池企業都是怎麼做的呢?
前邊我們說了,不改變電芯材料,只去掉電池模組或者減小電池模組規模以增加電芯數量來提高續航,這樣的技術就叫做CTP即cell to pack,也就是將電芯直接整合到電池包內,消除“不必要”的電池包構件,包括纜線模組套件等。而採用CTP技術的代表,就是比亞迪和寧德時代了。
比亞迪丨以刀片電池為核心的CTP技術
比亞迪作為一家以電池製造出身的汽車製造企業,在電池方面的研發自然有著很高的水平,而這最能耳熟能詳的莫過於刀片電池了。
比亞迪的刀片電池由長方形結構變成細薄長條狀樣式,而長度可以根據車輛需求的不同來進行調整,之後像刀片一樣插入電池包,按照陣列排布的方式排列在一起,從而形成了一個完整的無模組CTP電池技術,而這最為關鍵的技術,就是這刀片電池的設計了。
透過拆分可以看出,電池包從上到下內部分佈為保溫棉、熱管理模組、保溫材料等,外面則是電池殼體。內部還夾帶水冷散熱板、支撐電池的強度機構等。
首先,比亞迪刀片電池的主要電池材料為磷酸鐵鋰,這種材質相比我們常見的三元鋰來說,化學性質要更為穩定,是一個相對三元鋰來說比較安全的電池材料。不過,磷酸鐵鋰離子電池單體能量密度通常在90Wh/kg-120Wh/kg之間,而三元鋰離子電池單體能量密度可以達到200Wh/kg左右,因此磷酸鐵鋰的能量密度要低於三元鋰材料,所以要想提高續航就得“堆料”。
比亞迪刀片電池將電芯拉長帶來了電芯本身的提升,其中最長可達2500mm,而電池寬度和厚度都控制在118mm和13.5mm,而這就意味著在乘用車的寬度方向最多隻需要放置1塊電池即可。一方面,透過調整刀片電池的長度規格,車體寬度方向的空間可以充分利用,避免“邊角料”空間的浪費,並且還省去了大量的成組元件的。
因此這樣佈置的好處就是能夠增加電芯的飽和度,提高電池包的能量密度。有資料顯示,一些傳統電池包空間利用率大概40%,而刀片電池的電池包空間利潤率則能達到60%。特別是在正極材料不變的情況下,刀片電池的“體積比系統能量密度”比方殼電芯有模組電池包的“體積比系統能量密度”提升了50%。而這也就很好的說明一般磷酸鐵鋰電動汽車的續航只能達到四百多公里,而搭載了刀片電池的比亞迪電動車卻能突破600公里。
不僅如此,從資料中我們發現,刀片電池無論多長,但是其厚度卻非常狹窄,這是為什麼呢?
這主要就是刀片電池夠薄可以給電池的熱管理系統佈局留出了更多空間,早期e平臺只能搭檔三元鋰,比傳統模組磷酸鐵鋰更省電(小功率水泵)的液冷迴圈,用在刀片電池車型中非常輕鬆。並且由於磷酸鐵鋰電池本身發熱度低,再加上刀片電池的表面積夠大,因此會擁有足夠的散熱能力,從而減小了熱失控的風險。
而在強度方面,由於刀片電池採用的是硬質金屬外殼,在一定程度上可以起到支撐結構的作用。也許你聽說過筷子理論,就是一根筷子很容易就能掰斷,但是一大把筷子就很難掰動了。刀片電池也是如此,透過緊湊的排列,整套刀片電池組的排列大大增強電池包橫向或者縱向的結構強度,
總而言之,比亞迪的CTP電池技術是透過刀片電池獨特的造型設計和正極材料發熱低的特性,充分利用了電池包裡的每一寸空間,把電池儘可能的“堆滿”,可以說是一個“簡單暴力”的手法。不過,這裡也有幾點問題值得深思:
首先,將刀片電池設計的如此長度和厚度,所以電芯用傳統的繞卷工藝自然是不可能的,所以刀片電池採用了全新的疊片工藝來完成,就是將電池材料如同摞被子一樣層層疊加,並將極耳設計在電芯兩端,這樣做的好處就是可以有效減小電池內阻,但是缺點就是這種疊片方式對於製作工藝有著很高要求,特別是極耳的平整度上,以此有可能會制約產能的發展。
另外,由於電芯是封裝在刀片電池裡的,所以假如車輛受到了嚴重的碰撞而導致電池包變形,那麼過於長的刀片電池在受到外力變形後,一個電芯受損,其餘串聯的電芯也可能會受到波及,非常難保障電芯的完整性,最後造成修復方面的困難。
寧德時代丨化繁為簡的CTP技術
作為國內排行第一的電池製造企業,早在2019的德國法蘭克福國際車展上,寧德時代就推出了全新的CTP高整合動力電池開發平臺,也就是第一代CTP技術,使電池包體積利用率提升至55%,並且還在同年與北汽新能源共同推出全球首款CTP電池包並搭載於北汽 EU5上。
之後,寧德時代又推出了第二代CTB電池技術,將原有模組電芯電壓電流取樣等零件進行整合,進一步減少了模組附件數量,並將電芯整合直接裝入電池箱。據有資料顯示,2021年以來,寧德時代CTP電池包相繼成規模地匯入特斯拉Model 3、Model Y、小鵬P7和蔚來ES6等車型。
當然,在如何得到更多的“使用面積”上,寧德時代又開始更為深入的挖掘與整合,並在前幾正式釋出了第三代CTP電池技術,即麒麟電池技術。其實我們從圖上看,會發現它的整體佈局與比亞迪的刀片電池類似,將電芯分段堆積成長條狀的佈局形態,只不過電芯採用了能量密度更大的三元鋰,而非刀片電池的磷酸鐵鋰,當然,透過廠家敘述,該技術也會推出磷酸鐵鋰版,屆時不知這兩種電池究竟孰優孰劣呢?
言歸正傳,根據麒麟電池的資料顯示,該電池系統整合度創全球新高,體積利用率突破72%,能量密度可達255Wh/kg,輕鬆實現整車1000km續航。並且透過全球首創的電芯大面冷卻技術,麒麟電池可支援5分鐘快速熱啟動及10分鐘快充。
如果用一句簡單的話概括,麒麟電池是將電池包內部的空間全部運用起來,將“公攤面積”盡己所能的減小。首先,在之前的CTP電池包上,頂蓋向上擺放時,電池包需要給結構防護、高壓連線、熱失控排氣等功能模組留出空間。
而麒麟電池則將電池包內部的電芯“大頭朝下”的倒置排列(也就是負極朝上,正極朝下)並且將結構防護、高壓連線、熱失控排氣等功能模組儘可能地整合緊湊化設計,這樣就讓電池包容納電芯的空間多了6%。可別小瞧這6%的空間,其所佔據的電芯足以讓電池包的能量密度提高一個臺階。
另外我還認為,電芯大頭朝下的另一個好處,就是提高電池包熱失控後的整體安全性。一般來說,當電芯出現熱失控後,由於正極瞬時分解釋氧,而氧氣與溶劑發生氧化反應後會產生大量高溫氣體或者火焰,並從電芯頂部的洩壓口噴射出來。而電芯朝下後,這些高溫氣體或者火焰就會向下排放,減小了車內人員被燙傷的風險。
除了這個,麒麟電池還將電池包還採用了一個”化繁為簡”的辦法,將更多的結構件做到整合化。
首先,麒麟電池取消了用來支撐加固電池包外殼的橫縱梁、水冷板和隔熱墊,取而代之的是一個將這三者集合在一起的多功能彈性夾層,在夾層內搭建名為微米橋連線裝置,可隨著電芯的熱脹冷縮排行自由伸縮,從而也提升電芯全生命週期可靠性。
那麼,這個多功能彈性夾層又是何方神聖呢?那就從我們蒐集到的專利圖來做這部分的解析。
這個多功能彈性夾層的專利叫做《水冷板元件、水冷系統、電池及其箱體以及用電裝置》,透過整體的外形可以看出,它是一個帶有中心鏤空結構的圓角矩形長條結構。
從專利圖上看,編號371為夾層內層的冷卻通道,編號372則為夾層外層的冷卻通道,這裡主要是用來串流導向冷卻液,其中371的佔據面積最大,這樣就可以更廣泛的帶走電芯上的工作溫度。
據官方表述,將夾層水冷功能置於電芯之間,使換熱面積整整擴大了4倍。這項電芯大面冷卻技術,將電芯控溫時間縮短至原來的一半,讓麒麟電池可以輕鬆滿足更大電流和更高電壓的快充,另外麒麟電池還支援5分鐘快速速熱啟動及10分鐘快充至80%,可以說在業內算是很高的成績了。
而編號373為加強結構,其中373a,373b均為冷卻內的加強筋,如此設計就像我們房屋中所搭建的橫樑立柱一樣,可以進一步加強了冷卻液通道的結構強度,並且還可以防止在外力的作用下,冷卻通道變形甚至破裂。
下圖為多功能彈性夾層與電芯結合後的樣式專利圖,從圖中可以看出在多功能夾層的兩端相繼連線著液冷管,並且這個液冷管可以將電池包裡所有的多功能夾層串聯起來,如此就能建立起一個內迴圈通道,並且還提高了多功能夾層板之間的結構強度。
還有一點值得注意的是,根據宣傳影片顯示,這個多功能彈性夾層的兩端設計了一個類似緩衝吸能盒的結構,可以吸收電芯因充放電過程中所產生的膨脹。首先,電芯在充放電的工作狀態時,鋰離子嵌入層狀材料,造成極片厚度增大,這種膨脹是可逆的,而另外一種不可逆的膨脹則主要是在化成過程形成SEI膜時產生氣體造成的。
而電芯如果過度膨脹,其內部壓力變大,電芯的效能和壽命會衰減。而如果過度限制電芯膨脹比如將它牢牢包裹起來,就會造成電芯隔膜也一併受到擠壓,這種情況更會加速電芯容量的衰減。所以大部分企業會對電芯與電池包殼體預留一部分空間,這樣導致的後果就會造成空間體積的浪費,同時也會造成電芯厚度增加,加寬了電芯正負極之間的距離。而麒麟電池的彈性夾層能夠吸收電芯膨脹帶來的尺寸公差變化,避免單體電芯收到擠壓,從而提高電池的迴圈使用壽命。
除此之外,根據官方所述,這個多功能彈性夾層中還添加了“內建微米橋連線裝置”,而這個或許是一種高彈性的高分子材料,用來填充在夾層內部的通道里,提高整體的可塑性。
其實可以看出,麒麟電池的主要核心在於這個多功能彈性夾層的設計,其綜合整合的功能覆蓋了電芯冷卻,電池包橫向結構支撐和電芯隔熱的功能,縮小了電芯內部結構件的體積,騰出空間用來存放更多電芯,並且可實現全化學體系的熱穩定和熱安全,從而適配更高能量密度的材料升級,可以有效適配800V電壓平臺車型的需求。
不過,這裡我想說的是,從這個多功能彈性夾層的構造來看,它的橫向支撐強度感覺會低於傳統得橫縱梁強度,不過我個人認為其畢竟是一個電池包技術,整體的安全自然會放在車身底盤上面。另外,至於麒麟電池的電芯是否方便更換的問題,我們將繼續挖掘。
當然,從宏觀上看CTP技術還是保留了整體的電池包,因此在重量上也相應的得到了增重,這對於續航來說絕對是“不能忍”的。那麼,如果去除掉電池包來減去這部分重量來提高續航豈不妙哉?因此,有一些車企為了進一步的提高續航,消除“不必要”的電池包構件,又研發出全新的CTC技術(Cell To Chassis )也就是電池底盤一體化技術。
整體來看,這種技術其實可以看做一種“極端”,它基本上連電池包也不需要,將電池直接安放在底盤之上,也就是說車內成員直接坐在動力電池之上。並且CTC技術的電池系統結構強度完全依靠電芯外殼強度與車身強度來保障,所以這對於電芯製作會有著更為苛刻的要求。而現在比較熟知的做CTC電池技術企業也有兩個,分別為特斯拉和零跑汽車。
特斯拉丨基於4680電芯的CTC技術
早在之前,特斯拉在德國的柏林工廠舉辦的一場參觀活動中,首次展示出了Model Y的一些技術細節,這其中就包括了4680 structure battery也就是基於4680電池打造的CTC技術。
透過展出的特斯拉CTC實物圖可以看出,4680電池被交錯平鋪在車身底盤之中,其中4680電芯正極朝上放置,在正極端完成電芯的串並聯連線,而在電芯之間設定了蛇形管,以對電芯的側面進行冷卻。
所以也就是說,特斯拉直接把4680圓柱形電芯排列在底盤上,而電池艙前後直接連線起兩個車身大型鑄件,座艙地板沒有了,以電池上蓋代替,座椅直接安裝在電池上蓋上。
當然,特斯拉這個技術的關鍵點也是在電池本身上,也就是這個4680電池。
在2020年9月特斯拉在電池日上宣佈開發出一款全新尺寸的4680無極耳電池,高度為80mm,直徑為46mm。這款無極耳電池與傳統鋰電池相比,電池兩端不再有凸起的極耳。此設計可顯著降低發熱量,解決高能量密度電芯的散熱問題,並提高充放電峰值功率。
另外,4680電池採用的是矽碳負極材料,這種材料在能量密度方面,比現階段常見的石墨負極更高的材料,可提高8%以上,體能密度則可達到提升10%以上,最終使新電池的能量為過去的5倍,功率為過去的6倍,同時成本降低14%,續航里程提高16%。
如何做到無極耳?
其實特斯拉4680所說的無極耳只是一個“誇張”的說法,它還是有極耳的。只不過它都集中到了一邊。要知道,目前常見的電芯都是“果凍卷設計”樣式, 這是一種將陰極、陽極和隔板卷在一起,透過陰極耳和陽極耳連線到電池容器的正極和負極端子。
但是,電池在做放電迴圈的時候,電阻會隨著續航距離的增加而提高,而這也促使製造成本也會增加。而無極耳技術其核心便是去除極耳零件,將正負極集流體與蓋板殼體直接連線,從而成倍增大電流傳導面積、縮短電流傳導距離。同時大幅降低電池內阻,減少發熱量延長電池壽命,並提高充放電峰值功率。
還有就是,在特斯拉車身一體壓鑄技術以及CTC技術的使用下,新車有望減重10%,續航有望增加14%,而車身部件則能夠減少370個之多,可以說為提高續航做了不小努力。值得一提的是,4680電芯的焊接方式並沒有採用以前的鋁絲焊接,而是用方金屬片來連線電芯,同時將電池管理系統的採集版直接連線在一起,減少電池包中線束的使用,降低成本。
關於熱失控防護方面,特斯拉的4680電芯上下和電芯之間則採用了填充樹脂材料,起到熱保護和結構性支撐的作用。根據專利中顯示,樹脂材料通常在化學物質、填料和工藝要求的限度內可以進行適當的調整,因此技術人員可以根據耐熱性和阻燃性、拉伸模量、伸長率、屈服強度、粘合剪下強度、混合粘度、處理時間和密度中的一種或多種的考慮來配置樹脂材料。
除此之外,在液冷方面特斯拉CTC方案電池包內的蛇形管佈置與車橋方向平行,可以減少蛇形管長度,從而減少流阻,增加冷卻的均勻性。並且在電芯一側配備了八個洩壓閥,幾乎遍佈電池包的側面,這樣做的好處是,一旦發生了熱失控,能夠快速開啟洩壓閥,降低電池起火風險。
可以說特斯拉4680電池的CTC技術讓善於做“減法”的特斯拉繼續成為引領行業發展的領頭企業,但是作為圈裡的人,從中也能看出這款電池要是真正運用到市場還是會受到一些質疑的。首先,雖然電池一體裝車能充分擴充電池容量,但是在單個電芯的維護方面,顯然非常的困難,畢竟電芯都是“粘”在一起的。
另外,4680電池採用了高鎳方案,因此電容量有所提高,但是這背後的安全性還是需要時間的考驗,雖說無極耳模式能減小電池發熱量,但遇到碰撞後電池的熱失控是否能被有效控制呢?還需實車的驗證。
零跑汽車丨以大模組為主的“CTC”技術
作為造車新勢力中以“技術宅”為宗旨的零跑汽車,在今年正式推出了自己的CTC電池技術,而這也是國內首個能達到量產CTC車型的企業。
根據官方敘述,零跑智慧動力CTC技術應用車身結構作為電池包外部結構,取消了電池包的部分結構設計,減少冗餘的結構設計,整車垂直空間增加10mm,電池佈置空間增加14.5%,使得車內空間佈置更加靈活實用。
具體來看,我們透過實物分解圖可以看出,零跑的CTC技術看似很簡單,相比於特斯拉那種“坐在”電池上的狀態,零跑將車身的底盤設計了一個凹進去的大坑用來做電池艙,並且將電芯模組從下往上透過栓接、粘膠接等方式固定懸吊在這個電池艙中,再新增一個護蓋形成密封空間。
這種感覺就像是我們小時候常玩的四驅車一樣。
說到這,不知道您有沒有發現零跑CTC不一樣的地方,就是相比於特斯拉鋪滿電芯的設計不同,零跑CTC採用了電池模組設計!所以說與其說它是CTC,不如稱它為MCT也就是Module to chassis模組整合底盤一體化更為貼切。
透過專利圖來看,零跑的CTC電池組在體積與整合化方面似乎略低於特斯拉的方案。那這能說明零跑CTC就不如特斯拉嗎?
還真不是····
首先,零跑的這個CTC技術最大優點就是可以方便的維護電芯。其整體採用了上蓋密封結構艙室+下蓋+膠條方案,實現了電芯模組的全密封,不僅起到很好的防水效能,並且在維修方面也做到了簡單有效,可以說位元斯拉要好得多。
還有就是,在面對電池系統的結構強度方面,零跑CTC設計了一個包含橫樑、縱梁的加強板設計,並且在電池艙的側面設計了一個三角形力傳遞導向塊,在車輛受到較大的側面撞擊時,將側向力轉化成縱向力,傳遞到前後車身縱梁,避免各模組間的支撐梁發生形變,從而傷到電芯。
據官方資料,零跑CTC技術可以為整車帶來扭轉剛度提升25%,輕量化係數達到2.4,提升20%。而車身扭轉剛度越高,抵禦共振能力就越強,意味著整車能夠擁有更加出色的駕控效能,更好的底盤響應效率,對NVH效能也能有所助益。
另外,為了防止碰撞後自燃,零跑在CTC外部直接增加了一個保護氣體包,裡面充有壓縮氮氣,透過管路和電池倉連線。一旦遭遇碰撞,保護氣體就會壓入電池倉內部,排出空氣,形成缺氧環境,進而抑制自燃。
不得不說,這個解決方案真的很妙······
綜合而言,零跑的CTC電池技術雖然在緊湊與整合方面還有上升的空間,但是在整體的設計理念上確實將電池安全放在了側重點上了。畢竟電芯不是自產,如果大面積鋪裝的話顯然在安全方面還是不夠放心,所以採用模組這種保守的方法也是零跑的一個無奈之舉。
比亞迪丨安全與容量的雙結合
前者我們提到比亞迪的刀片電池是基於CTP技術搭載,用來提高電池容量增加續航。而這個CTP技術是基於電池包的理念來打造,因此在其束縛下電池數量並未達到飽和狀態。雖然特斯拉和零跑的CTC技術可以很好的做到這一點,那比亞迪該怎麼做呢?
前不久,比亞迪正式釋出了全新的電池一體化技術,而這個技術並不我們說到的CTC,而是一種全新的概念叫CTB,也就是Cell to Body電池車身一體化。
顧名思義,CTB技術就是將全部電芯整合在車身上,其電池上蓋替代了車內地板的一部分,並與前後橫樑形成一個平整密封的完全體用來隔離乘員艙。如此看來,比亞迪將電池系統作為一個整體與車身整合,而電池本身的密封及防水要求可以得到滿足,電池與成員艙的密封也相對簡單,風險可控。
如此設計,透過車身整體的結構條件來為電池形成保護,可以說相比於其它的電池一體化技術更為安全。據官方資料,地板和上蓋板整合、釋放空間、梯級利用率提升66%。結構件參與整車傳力,扭矩剛度比燃油車提升一倍,突破40000Nm/deg扭轉剛度,基本上與勞斯萊斯幻影旗鼓相當。其中,正碰結構安全提升50%、側碰結構安全提升45%,據官方影片介紹,比亞迪CTB電池用50噸的卡車碾壓,完好無損,電池裝回車上還可以繼續行駛。
不過值得一提的是,比亞迪CTB方案省下來的空間並沒有用來裝載更多的電池,而是把這部分空間留給了乘員艙,讓車內垂直空間增加了10mm。別小看這短短10mm,它為駕乘人員帶來的舒適感是不可估量的。
另外在結構安全方面,比亞迪CTB技術將刀片電池透過與托盤和上蓋粘連,形成了類似蜂窩鋁板的“三明治”結構,這樣一來, 本就具備高安全性的刀片電池,加上CTB技術形成的更堅固的三明治結構,整個電池包體的架構強度大幅提升。
當然CTB技術所帶來的不只是電池容量與安全,由於該技術能讓電池包很好的嵌入在車身裡,因此無需像傳統電動車一樣提高底盤來保護電池,儘可能地讓車身處於一個低趴狀態來有效減小風阻。並且還能讓車輛擁有前後50:50的軸荷比,根據比亞迪釋出會上公佈的資料,搭載了CTB技術的海豹車型,在麋鹿測試透過車速83.5km/h,移線測試透過車速133km/h,穩態迴轉最大橫向穩定加速度1.05g,這意味著海豹已經達到了跑車級水平。
當然,CTB雖然有著這樣那樣的有點,但是它依然擺脫不了電池一體化之後所帶來的維修成本上漲的弊端,但是未來這一問題是否能得到有效解決,我們還需時間的等待。
寫在最後:
電動汽車的發展對於我們來說有目共睹,雖然現在高能量密度電池材料的研發上有一些緩慢,但是基於電池一體化技術的加持,以目前的發展來看絕對是一個不錯的解決方案。而隨著現在主機廠和電池企業紛紛佈局電池新技術發展,對於我們消費者來說這絕對是一個利好的事情。 之後,EV視界還會普及更多關於新能源汽車的知識,敬請期待。