电池单体一致性
使用镍钴铝三元的特斯拉model s的电池组中有7000节小电池串联、并联在一起,如果电池的一致性存在问题,那么后果就是灾难性的,因为串联电池有一个木桶原理,性能***差的那一个电池影响电池组整体性能。
但使用磷酸铁锂的2014款秦混动车却出现了让人焦头烂额的问题,标定13kwh的电池,使用一年多以后很多车主就在反映只能充进去8kwh的电量,衰减厉害。
前面我不是说磷酸铁锂寿命更长吗?怎么会出现这样的现象,这其实就是电池单体一致性的问题。
其实比亚迪2014款'秦'电动车所使用的电池,单个拿出来绝大部分可能没有什么问题,电池返厂均衡后也能***原先的性能,但唯独电池成组后就出问题了。
其实电池一致性问题并不是没有办法,办法主要有两个,一个是升级工艺,提升工厂自动化水平以及控制精度。
另外一个就是做大单体电池容量,2014秦使用的是27AH的电池单体,而比亚迪K9则使用270ah单体容量的电池单体,相比于秦,K9的问题就少很多甚至不存在电池一致性问题。
***后就是改进电池管理系统(BMS),这一方面我们也确实落后于欧美日。
相比于2014款秦,2015年推出的秦由于使用了全新的电池管理系统,在每一个小节的电池上都加装了控制器方便更好的操控并且额外多出8节电池(就是说实际容量大于标称)。
电池一致性的问题已经解决很多,但无论如何,在一致性方面,磷酸铁锂落后于三元电池。这一局:三元胜。
纯电动乘用车
这又是一个胶着的战场。首先纯电动乘用车使用的磷酸铁锂是大单体,每个单体容量高达0.82千瓦时,比在插电混合动力车里面使用的单体大十倍。
以秦ev300为例,整台车仅仅只有58块电池,这比起model s的7000节电池,真是个零头。
由于电池单体少,给每一个单体上安装一个控制单元从成本角度也划得来,进而很大程度地解决一致性问题,再之,大单体电池的一致性问题也不是那么突出。
但这并不意味着磷酸铁锂在纯电动乘用车领域获胜,情况远比这个复杂。
由于磷酸铁锂密度低,同等容量下重量更大,这就导致使用磷酸铁锂电池的纯电动车自重大,能耗高。比起北汽200百公里电耗14kwh,比亚迪e5百公里电耗要高一些在16kwh左右。
除此之外,乘用车日均行驶里程为46公里,比起公交车日均230公里,出租车日均400公里的行驶里程短太多,这就使得磷酸铁锂长寿命的特性发挥不出来,而三元电池寿命先对较短的劣势也不那么致命;
再就是安全性,私人乘用车对安全性要求不如公交车那么严苛,但这也并不是说可以对安全性不管不顾,特斯拉model s的三元电池组之所以重达900kg,就是因为需要额外的保护装置保护电池组。
总之,在纯电动乘用车,两种电池路线又是一种胶着的状态。
由于百公里平均电耗大家日常都能感受到,降低能耗又是***的要求和方向,所以,两种技术路线可能长期在纯电动领域长期并存,三元略占优。
总结以上五大应用场景,我们可以知道铁锂电池和三元电池在各自特定领域有着不同的优势:铁锂适合用储能和商用车;三元适合于插电混动车、乘用车、无人机等领域。
由于我国新能源车***在商用车领域爆发,前些年使用铁锂电池更多一些;随着电动车革命的深入,乘用车销量的爆发,三元电池的占比会逐步提高。
但无论如何两者将长期共存,国内的电池企业也必将选择两条腿走路(同时生产三元电池和铁锂电池)的战略。
低温性能
这一项结论很清晰:磷酸铁锂低温性能差,街道巡逻车,三元更优。
冬天里,电动车的续航里程都要变短,但磷酸铁锂电池问题更严重一些。但到底缩减多少呢?
还是要拿出清晰的数据来说话,南京电动巡逻车,就以新款400公里续航的比亚迪e6为例,进入冬天后车主纷纷反映续航只能做到原先的60%,也就是240公里。
但这不能全怪罪于电池,根据热胀冷缩的简单原理,我们就知道进入冬天后,汽车的胎压会降低,而胎压低则是导致续航缩短的重要原因,当车主注意胎压以及脚法后,续航可以***到标称的70%~75%,达到近300公里的续航,比标称的400公里少100公里。
问题是这100公里的续航哪里去了呢?答案在于空调。
传统燃油车能量转换效率只有不到30%,剩余70%的能量以废热的形式散发,进入冬天以后,汽车打开暖风并不需要额外消耗油,只需要把发动机散发出的废热吹送到驾驶室即可。
但电动车电机能量转换效率达到了90%,并没有额外的废热,如果冬天要开空调,就只能额外消耗电池里的能量。所以续航里程的缩减并不能完全怪罪于磷酸铁锂的低温性能差。
使用三元电池的北汽200在冬天里一样明显缩减,而且由于电池整体容量更低,本来续航只有200公里,打七折之后更只剩下140公里了,司机们叫苦不迭。
针对冬天,社区巡逻车,磷酸铁锂电池也有很多应对办法,例如材料纳米化以及碳包覆,还有一个更简单有效的办法,就是给电池组安装加热装置。
综合来看,低温对磷酸铁锂电池组对整体性能的影响<10%。另外,由于三元电池也或多或少要收到低温的影响,所以两者在低温下的性能实际差别其实就更小了。
但无论如何,低温性能成为磷酸铁锂的一个短板,这一局三元胜!
以上7个方面的分析,几乎覆盖了动力电池新能指标的各个方面,在七场对决中,三元和铁锂惨烈厮杀,痛苦角逐,互有胜负,也有平手。
决议
听到这个结果有些人可能要生气了,洋洋洒洒7000字,电动治安巡逻车,浪费大家这么多时间和感情,读到这里竟然只得到了平局结论,我这岂不是欠揍?!且慢,我们接着看下去。
虽然我不能给出一个简单的结论,直接说出谁优谁劣,但是结合具体应用环境,就会有清晰的答案,因为一些具体的应用环境,会彰显某一方面的有点,遮蔽某些方面的劣势。
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