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Japan Mobility Show 2023报告——支持电气化的最新电池技术

 

“Japan Mobility Show 2023(日本移动展)”于2023年10月26日〜11月5日在东京国际展览中心举行。该展会由上届东京车展更名而来,以“移动交通(Mobility)”为关键词,吸引了来自汽车行业内外的众多参展商参加,使其成为历届规模最大的展会。

在新冠疫情之前的东京车展上,只有少数外国汽车制造商参展,给人的感觉是国际化气息正在减弱,但这次日本移动展上真正引人注目的是来自中国深圳的电动汽车,制造商是比亚迪。

在电动汽车方面,日本过去主要在电动公交车领域取得了成就,但最近乘用车的销售店也逐渐增多。尽管比亚迪在日本的销售量还不算很多,但它是电动汽车之乡中国的顶级制造商,并有在全球范围内迅速追随特斯拉的势头。

本文重点介绍比亚迪等厂商的锂电池(LIB)技术,它可以说是电动汽车的心脏。

 

比亚迪:LFP型刀片电池

迄今为止,日本电动汽车中使用的锂电池(LIB)采用镍(Ni)、锰(Mn)和钴(Co)三种元素作为正极材料,被称为三元系(NMC)类型,因其能量密度高、循环寿命长而成为主流类型。相比之下,比亚迪所搭载的电池采用了以磷酸铁锂(LFP)作为正极的类型。磷酸铁锂的特点在于晶体结构稳固,热稳定性高,循环寿命更长。比亚迪展台上反复播放着一段宣传电池安全性的视频,该视频显示即使在将钢钉插入电池外壳强制使其短路的“穿刺测试”中,电池也不会着火。

虽然LFP电池具有高稳定性和耐用性,但其能量密度比NMC类型电池低,需要更多电池才能达到相同的行驶里程,但比亚迪已经开发出一种被称为“刀片电池(Blade Battery)”的LFP电池,并将其安装在电动乘用车中。

 

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刀片电池内置于整个底盘底部。采用将电池直接集成到车身,而无需通过LIB包的CTB结构。

 

最常见的NMC类型LIB通常采用将电池材料包裹在层压薄膜外壳内的层压型结构。由于这种结构可以将电池做得更薄,因此可以将这些电池层叠后收纳在金属外壳中组装成模块(堆栈),然后按照所需的电池容量组装成LIB包并安装在车辆上。据悉,比亚迪刀片电池通过采用一种将电池本身加固并连接成车身的一部分的CTB(Cell to Body)技术,将空间利用率提升了50%。此外,通过开发将刀片电池铺设在整个底盘的EV专用平台“e-Platform 3.0”,比亚迪采用LFP型LIB成功实现了与配备NMC电池的车辆相媲美的长续航里程和宽敞的内部空间。甚至特斯拉等顶级电动汽车制造商也表示,将在卡车和低价位车型中采用LFP,未来随着性能的提高,LFP类型LIB预计将变得更加流行。

考虑车载锂电池时,温度控制是一个重要的因素之一。由于电池内阻的存在,尤其是在大电流的充放电时,会存在影响LIB寿命的发热的问题。此外,冬季低温时,由于电池内阻增大,放电容量下降,因此续航里程会变短。针对这些LIB温度控制问题,比亚迪采用了一种用于车内空调系统的热泵系统,不使用专用冷却水,而是使用制冷剂与电池直接进行热交换的结构。据该公司表示,通过采用热泵,冬季的续航里程提高了10%。

 

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