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比亚迪:发家于电池 成就于电动汽车

2013-11-07 08:52:58 来源:OFweek电源网

【大比特导读】导读:纯电动汽车与传统汽车最大的不同在于它的动力系统是依靠电池、电池管理系统以及电机来组成的,而目前这其中的一个核心指标还是在于电池的能量密度和安全性。

王传福在吹牛吗?

今年6月,在深圳坪山总部举行的股东大会上,比亚迪董事局主席兼总裁王传福丢出了一颗“炸弹”,他认为特斯拉在推广纯电动车和培养消费者习惯上起到极好的作用,但“如果家庭消费一旦启动,比亚迪分分钟可以造出来特斯拉”。

特斯拉创始人埃隆·马斯克在随后的一次访问中也对此做出了回应:“我不认为比亚迪是我们的竞争对手。”但他很快补充道,不只是比亚迪,其他的电动车包括日产Leaf、通用Volt还有福特的Fusion都与特斯拉没有可比性,因为大家的定位不一样。

对一直不温不火的电动车市场而言,特斯拉就像一针期待已久的兴奋剂,而比亚迪确实也是中国汽车公司中对于电动车的研究最有心得的。眼下电动车领域正在发生一些积极的变化,市场也乐于见到这样的交锋。

自2010年正式推出纯电动车以来,比亚迪主打的都是出租车和公交车领域,但就在9月的比亚迪世界级技术大会上,王传福正式宣布目前正在研发一款名为E9的纯电动超级跑车,最快在2015年将会面向个人市场。他声称,这款产品的0-100km/h加速只需3.9秒,比目前特斯拉ModelS的4.4秒还要更快一些。

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如果这个计划能够实现,比亚迪与特斯拉的竞争就不再只是停留在口头上了。

纯电动汽车与传统汽车最大的不同在于它的动力系统是依靠电池、电池管理系统以及电机来组成的,而目前这其中的一个核心指标还是在于电池的能量密度和安全性。

尽管比亚迪以电池制造起家,但这也很大程度上取决于上游电池材料技术的演进。

通用汽车在1996年发布了EV1,这是第一款由大公司批量生产的电动汽车,它当时配备的是32块共16KW/h的铅酸电池,还有两台42KW的电机,单次充电的理想续航可以到96公里。铅酸电池价格低,但比较重,EV1光电池重量就将近500公斤,而且循环寿命短。尽管在往后的很长一段时间,电动汽车仍旧大多数使用铅酸电池,但各大厂商也一直在寻找更好的替代品。

EV1在第二代产品上就试用了镍氢电池,但它的安全性不够高。最终锂电池更受青睐,它的种类很多,胜在重量轻和寿命长,但价格也不便宜。这其中,钴酸锂是小型锂电池的主力,主要用于传统3C领域等;三元材料和锰酸锂在日本和韩国是成熟的动力电池材料,大量用于电动工具;而在中国动力领域用的较多的是磷酸铁锂。

特斯拉的首款车型Roadster用的就是松下18650钴酸锂电池,而到了第二款的ModelS时,它重新跟松下定制了镍钴铝三元电池,实际上也就是普通笔记本电池的电芯,但足足有7000多节,比Roadster多出一千多节,能量密度提高了约三成,而成本却下降了30%。

相比之下,比亚迪向来采用的是磷酸钒铁锂正极材料,类似于磷酸铁锂但能避开专利问题。不足的地方在于能量密度,2013年年初海通国际证券公司一份调研报告认为,特斯拉电池能量密度达到170WH/kg,这大约是比亚迪所用电池的两倍,比亚迪的F3电动车上它的这个数据为90WH/kg。

就在9月的技术大会上,王传福称即将推出的“秦”能提升到120WH/kg—这个数据在磷酸铁里电池里已经很高。另一方面,这种保守选择的好处是安全性高,在高温下十分稳定,这与钴酸锂或锰酸锂电池在高温下有可能因为分解而导致爆炸十分不同。

这几年电池材料仍然没有出现突破性的变革,许多公司也仍旧在探索一种更加廉价并具有高储能密度的材料。丰田公司就一直在研究镁离子电池,但他们也认为其商业化至少还要10年。

在这个时候,电池系统的稳定性显得异常重要。这么多的电池组合在了一起,其一致性和热管理都是问题。

特斯拉ModelS通过一年模拟计算后,将69个小电池并联封装成一个电池砖,然后将99个电池砖串联成一个电池片,最后将11个电池片并联成一个电池系统,但同比亚迪一样,他们都没有透露更加详细的处理方法。著名的英国系列纪录片《超级工厂》是少数探访过特斯拉工厂的电视节目组,但相关镜头也只是一晃而过。

王传福已经表示E9将采取四轮独立驱动,每个车轮都会有一个单独的轮毂电机—在之前只有奥迪的R8E-Tron尝试过这种结构,但这款纯电动超级跑车在今年还是因为电池技术的原因停止了量产计划。这四个电机的功率计划在300KW,转速将达到每分钟2万转,并且电压要提升到730V,目的在于通过高转速和高电压,把电机的体积变小。

“原来的电机要200公斤才能产生200千瓦的电力,我们要做到的是同样在产生200千瓦电力的前提下,将电机重量减少到50公斤,这样我们才能在E9上装4个300KW的电机,最后实现3.9秒的百公里加速度。”王传福解释。

现在看来这个目标还是有点夸张,不过大功率交流电机技术确实正在变得成熟,这得益于混合动力汽车的发展。

2007年第一代丰田普锐斯搭载了一台1.5L发动机和40KW的电动机,在当时被视作混合动力技术史上的一次创新。在起初主打省油后,混合动力汽车的困难在于提升动力性能,丰田由于缺少小排量涡轮增压技术只能不断增加排量,这反而与其节能的本意相违。

后来才加入这个阵营的比亚迪选择的方法是在电池和电机上加以改进。在今年推出的混合动力车型“秦”上,1.5T发动机和110KW电动机的组合,让秦最大拥有超过普瑞斯的动力输出,0-100km/h加速时间达到了5.9秒。明年这家公司将推出另一款SUV“唐”,将升级到2.0T发动机,同时增加一个电机,整个动力系统就会由两个电动机加上一个发动机组成。

这也是比亚迪这两年一直力推的双模化,在比亚迪的规划中,通过不同阶段的产品,逐步加大电动的比例,最终实现纯电动车。即将在E9上采用的四轮驱动所需的轮边电机技术,也已经在K9上进行了试用。

5年前比亚迪推出第一款双模电动车F3DM时,希望它能够在个人市场开创历史,并在当年获得了巴菲特的注资。然而在市场上没有受到欢迎,续航性能,充电时间以及充电方式等问题限制了用户的购买。后来,比亚迪将纯电动车现阶段的业务转向了商用市场,主要是向租车公司、出租汽车公司和政府部门,出售电动轿车E6和电动大巴K9,在此过程中继续积累纯电动车的核心技术。

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