日益枯竭的石油資源和環(huán)境污染的大背景下,電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期,但由于電動(dòng)汽車(chē)的成本高、電池循環(huán)壽命短、續(xù)航里程短等問(wèn)題,也制約著電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)一步大規(guī)模推廣。
在電機(jī)、控制技術(shù)有據(jù)可循、日趨成熟之時(shí),電動(dòng)車(chē)最難破解的困局以及最大的比拼都來(lái)自于電池技術(shù)。各大汽車(chē)廠商也抓緊了新能源汽車(chē)的研究力度,特斯拉作為全球智能電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)引領(lǐng)者,旗下產(chǎn)品性能出眾,核心技術(shù)領(lǐng)先,而比亞迪被譽(yù)為新能源汽車(chē)領(lǐng)導(dǎo)者,始終堅(jiān)持走自主研發(fā)道路的比亞迪,電池和發(fā)電機(jī)等技術(shù)已走在了全國(guó)前列。那么在電池這一方面,特斯拉和比亞迪哪家更牛呢?
特斯拉Model S采用的是松下18650組成的電池組,單個(gè)這種電池比平常的5號(hào)電池大一些,也稱(chēng)為三元鋰電池,而比亞迪則專(zhuān)精于市面上主流的一種鋰電池叫做磷酸鐵鋰電池。
電池構(gòu)造對(duì)比
電池的構(gòu)造方面,特斯拉選用的是7000組單體小電池組成,選用小電池的原因是特斯拉考慮未來(lái)電池壞了之后只需要更換一小塊,而不用集體更換一大組電池,而特斯拉最拿手的技術(shù)便是BMS(電池管理器),完全可以協(xié)調(diào)好這7000組電池,而實(shí)際情況是松下的這種鈷酸鋰電池由于能量密度過(guò)高,無(wú)法做成大電池,而且松下的這種小電池生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線也相對(duì)成熟,相對(duì)于這種情況,比亞迪選用的是大電池組,正是由于電池能量密度小的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于做成大電池組更減少控制單元的難度,這對(duì)于技術(shù)不算成熟的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)很好的選擇,電池構(gòu)造方面無(wú)疑是不分伯仲,各有千秋。
電池性能對(duì)比
特斯拉在Model S車(chē)型上使用了改性三元鋰電池(鎳鈷鋁酸鋰電池),使其電池總數(shù)達(dá)到了7000多節(jié)。盡管如此,十分有限的循環(huán)次數(shù)依然成為桎梏此類(lèi)電池在電動(dòng)車(chē)上應(yīng)用的難題,以每?jī)商煲淮蔚某潆婎l率計(jì)算,大概在三到四年之后,電池就將壽終正寢。
且三元鋰電池如果內(nèi)部短路或是正極材料遇水,都會(huì)有明火產(chǎn)生。所以一般18650電池都會(huì)有一層鋼殼保護(hù),由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成,所以,雖然特斯拉給電池組進(jìn)行了全方位的保護(hù),但是在極端的碰撞事故中,起火隱患還是有的。
相比之下,比亞迪所采用的磷酸鋰鐵電池是目前應(yīng)用更為廣泛的電池。它的優(yōu)勢(shì)在于熱穩(wěn)定性很高,在600度時(shí)結(jié)構(gòu)依然比較穩(wěn)定,同時(shí)因?yàn)槿齼r(jià)鐵離子并不活潑,很難再發(fā)生化學(xué)變化,電池板就算是穿刺、短路也不會(huì)爆炸燃燒,這令其壽命相對(duì)較長(zhǎng),理論上能夠大于整車(chē)壽命,長(zhǎng)期使用的成本較低。同時(shí),磷酸鋰鐵電池的功率密度比較好,可以大倍率放電,有良好的加速性能。
兩種鋰電池特點(diǎn)對(duì)照表 | ||
三元鋰電池(18650) | 磷酸鐵鋰電池 | |
安全性(相對(duì)兩款電池) | 低 | 高 |
重量能量密度(Wh/kg) | 200 | 100-110 |
電池單體標(biāo)稱(chēng)電壓(V) | 3.8 | 3.2 |
抗衰退能力(壽命) | 低 | 高 |
應(yīng)用成本(我國(guó)) | 高 | 低 |
抗低溫衰減能力 | 強(qiáng) | 弱 |
綜合性能來(lái)看,磷酸鋰鐵電池還是被更多看好、更為務(wù)實(shí)的電池種類(lèi)。所以在安全性能上,磷酸鐵鋰電池略勝一籌。
同步與異步,電機(jī)之選
電流在離開(kāi)電池、到達(dá)電機(jī)的過(guò)程里,需要通過(guò)逆變器,將直流電“改造”成符合電機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流電,而后輸入電機(jī),由驅(qū)動(dòng)電路帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)輸出扭矩。在電機(jī)選取的思路上,特斯拉保守起見(jiàn),采用了目前技術(shù)更成熟、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的異步電動(dòng)機(jī),而定位平民化的比亞迪卻選擇了相對(duì)比較“難啃”的永磁同步電動(dòng)機(jī)。
兩者在工作原理上并不存在本質(zhì)區(qū)別,都是依靠定子與轉(zhuǎn)子間的電磁感應(yīng)產(chǎn)生并輸出轉(zhuǎn)矩。異步電機(jī)通過(guò)定子繞組建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng),而永磁同步電機(jī)顧名思義,在轉(zhuǎn)子部分采用了永磁材料。選擇合適的電機(jī),也將對(duì)電池電量下降產(chǎn)生一定的彌補(bǔ)作用,這會(huì)節(jié)約一部分電池成本。
異步電動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)備技術(shù)相對(duì)成熟,運(yùn)行可靠、持久,無(wú)論是工廠大功率電機(jī)還是家里的冰箱、洗衣機(jī),幾乎都能見(jiàn)其蹤影。這對(duì)于造價(jià)高昂的電動(dòng)車(chē)而言,是非常理智、樸實(shí)的選擇。但與此同時(shí),相較于其他電器用品,電動(dòng)車(chē)對(duì)于電力驅(qū)動(dòng)部分更為細(xì)致的追求也突出了異步電機(jī)的不足,除了需要消耗更大電量,其轉(zhuǎn)子也容易發(fā)熱,提速性能較為普通。
為了改善異步電動(dòng)機(jī)帶來(lái)的劣勢(shì),特斯拉首先在電調(diào)部分做起了文章,采用IGBT來(lái)滿(mǎn)足高效變電控制,并重組了電動(dòng)機(jī)與變速箱之間的電氣連接,以此提高電動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下的輸出扭矩。
比亞迪所采用的永磁同步電機(jī),在效率以及功率密度方面得到了不小提升,提速性能比異步電動(dòng)機(jī)更快,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)起來(lái)相對(duì)容易。但其在技術(shù)儲(chǔ)備、應(yīng)用領(lǐng)域尚未至成熟,況且永磁體所包含的稀土材料造價(jià)較高一直是永磁同步電動(dòng)機(jī)的頑疾。比亞迪做出這樣的選擇,一方面節(jié)省了驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)于動(dòng)力需求所要做出的調(diào)整,另一方面卻也給成本控制帶來(lái)了難度。而如何將磁體以更低的稀土材料發(fā)揮原有效能,或許還需要比亞迪繼續(xù)思考。
集成與重塑,誰(shuí)更接近未來(lái)
隨著Model S車(chē)型的到來(lái),特斯拉一再顛覆自己的充電時(shí)間,大肆擴(kuò)張超級(jí)充電樁的數(shù)量和覆蓋面積,以及領(lǐng)先的造車(chē)?yán)砟睢N(xiāo)售模式,使其一時(shí)間成為了汽車(chē)界的“蘋(píng)果”公司。但在不少傳統(tǒng)汽車(chē)企業(yè)看來(lái),特斯拉的橫空出世還不足以對(duì)汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)生顛覆性的沖擊。而對(duì)于新能源汽車(chē)存在方式的理解,也仍有不少分歧。
在自主品牌中,“分分鐘造出特斯拉”成為了流行語(yǔ)。同為新能源汽車(chē)企業(yè)的比亞迪率先放出了豪言壯語(yǔ),而最近,吉利的老大李書(shū)福也表達(dá)了相似的意思。歸其原本,或許是因?yàn)樘厮估谡宫F(xiàn)先進(jìn)的造車(chē)?yán)砟畹谋澈螅w現(xiàn)的是其強(qiáng)大的技術(shù)集成、整合能力。從其電池、電機(jī)的選擇來(lái)看,特斯拉有意在將現(xiàn)有的、較為成熟的技術(shù)精密化,減少基礎(chǔ)產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng)新成本,將零部件之間的集成潛力發(fā)揮到最大。
對(duì)于同時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)、匹配的汽車(chē)企業(yè)來(lái)講,特斯拉還很難被看作一個(gè)強(qiáng)大的汽車(chē)企業(yè),從高端車(chē)型入手、暫時(shí)缺少平民化的車(chē)型也令其在新能源領(lǐng)域的“革命”之說(shuō)少了幾分說(shuō)服力,但這卻與特斯拉的發(fā)展歷史相輔相成。
事實(shí)上,作為同樣造車(chē)十年的比亞迪,也還沒(méi)有樹(shù)立起在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì),甚至需要經(jīng)常應(yīng)對(duì)來(lái)自四面八方的質(zhì)疑和比較。但值得注意的是,比亞迪與特斯拉采取的產(chǎn)品思路并不相同。依托于產(chǎn)業(yè)鏈的垂直整合,比亞迪包攬了大部分零部件的自主生產(chǎn),此外,雙擎雙模的核心技術(shù)及控制單元也來(lái)自于自主研發(fā)。相比于特斯拉在整合能力上的創(chuàng)新和極致追求,比亞迪選擇了從新興技術(shù)角度尋找突破口,這更加靠近創(chuàng)新的基礎(chǔ),但同時(shí)也對(duì)企業(yè)技術(shù)實(shí)力的儲(chǔ)備提出了很大挑戰(zhàn)。
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原文標(biāo)題:特斯拉的電池和比亞迪相比,哪一個(gè)更牛?
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