钜大LARGE | 点击量：2473次 | 2022年01月12日
5款主流电动汽车动力锂电池大比拼
在世界范围内，越来越多的厂商和资本都加入了电动汽车的浪潮之中。一时间好像有数不清的电动汽车品牌和车款要来到我们身边，但仔细观察后，市面上主流的电动汽车包含宝马i3、比亚迪E6、TSLAmodle系列等。虽然都是电动汽车，但各家所用的电池差别却很大。
1、宝马i3
宝马i3采用了来自三星SDI的三元锂离子电池，电池形态为方形锂离子电池。方形锂离子电池的特点为结构强度高，承受机械载荷能力好；电池组能量密度表现一般；工艺复杂，产品良率低，一致性较差。可以这样讲，这是三元锂离子电池所有电池形态中除了安全，其他方面表现都不算出色的电池，但安全也是方形电池备受传统车企青睐的原因。
回到i3上，该车的动力锂电池由8个电池包组成，每个电池包内置12个方形电池单体，由8个电池包串联给驱动电机系统供电。在机械结构方面，i3的8个电池包都是可以独立装卸的。这样设计的好处是，当一个电池包被检测出有故障时，可以被单独更换，不要拆卸整车动力锂电池系统。此外，i3车体由"Life"模块+"Drive"模块组成，后者将悬架、蓄电池组、驱动系统和碰撞防护结构全部纳入，和车体其他结构隔离，进一步提高了汽车的安全性。
在热管理及电控系统上，宝马放弃了自研而选择了德国preh公司的电控系统，该电池管理系统由电子控制元件电池管理单元和电池监控传感器单元构成，宝马表示，该系统可以时刻监测每个电池组的电压温度变化。测得的数据将由电池管理单元(BMU)进行处理以确定各自相应的充电电压，来确保电池处于最佳状态。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
2、TSLAModelSX
TSLA汽车的动力锂电池是来自松下的三元锂离子电池，具体形态为众所周知的18650/2170(Model3)圆柱形电池，圆柱形电池的重要特点为自动化生产工艺成熟，产品良率高，一致性好；电池小、电池组散热面积大；成组工艺复杂，电池组系统可靠性低。
最后一点也导致了很多人的认知误区，认为TSLA没有公司责任，无视三元锂离子电池的低可靠性而为了高能量密度强推18650。在TSLA发展早期，也有许多业内人士因此唱衰TSLA汽车的安全性。
TSLACTOJBStraubel曾就这个问题做出回应："相信我，在不久的将来我们会看到18650是最有说服力的。我真的不了解为何18650会引起那么多争议。我们的电池实际上是深度定制的，我们和松下一起做了大量的定制工作。我们做的是汽车级的电池，按照汽车级的标准严酷测试，绝对不可能在任何笔记本上找到这种电池。"可以这样讲，传统消费电子类18650和TSLA18650只是在形状和大小上一致，在安全性和性能上还是有一定差别的。
此外，TSLA在电池组和电控技术安全性上的投入也令人印象深刻，这个技术优势从多家传统车企对TSLA汽车逆向工程上也可以得到证明。以TSLAModelSp90D为例，在电池组方面，该车的动力锂电池共由16个模组构成，每个模组有444个电芯、74并、6串、共计7104个电芯。
而p100D在同p90D的电池组外形、尺寸完全相同的情况下，多塞进了10kWh的电能进去，除了能量密度提升做出的贡献外，媒体拆解显示，TSLA重新设计了整个电池组装置，在相同的空间里堆叠了更多的电芯——虽然同样由16个模组构成，但每个模组有516个电芯、86并、6串、共计8256个电芯。联想到Model3小得多的车体空间，我们推测，率先应用在p100D上的新型电池组技术很可能是为了给Model3做技术验证，以便随后给Model3配置尽可能大的电池组，使之更具竞争力。
在电池热管理系统上，p90D用一个四通转换阀实现了冷却系统的串并联切换。当电池处于低温时，电机冷却回路和电池冷却回路串联，从而使电机为电池加热。当电池处于高温时，电机冷却回路和电池冷却回路并联，两套冷却系统独立散热。汽车可以根据工况选择最优热管理方式。
3、雪佛兰Bolt电动版
雪佛兰Bolt的动力锂电池和TSLA相同，属于三元锂离子电池，但在电池形态上，Bolt选择了由LG化学供应铝塑膜软包锂离子电池，软包锂电池的重要特点是安全性能相对较好，不易发生爆炸；能量密度高，延展性好，外形多变；一致性较差，成本较高；承受机械载荷能力差，容易破损和漏液。
通用在量产前的产品预研上花了很多精力来测试电池的耐用度和安全性，他们建立了一个测试实验室，用以模拟日常行车中电池所要经受的震动、碰撞等情况，甚至有受到枪击贯穿情况下的稳定情况，以保证在这种极端环境下车辆以及人身安全。
采用软包锂电池的做法也使得电池组管理大大简化(相关于TSLA)，具体来讲，Bolt的软包锂电池分成了两个电池组，平铺于车身底部。
在电池热管理系统上，当电池处于低温状态时，通用为电池包配备了一个功率为1.6kW的充电加热方式，可以将整体温差控制在2摄氏度以下。当电池处于高温状态时，通用采用液冷散热的方式，将液冷线路密集的平铺于软包锂电池的各个部位，使电池组整体得到一个均匀的冷却效果，防止了整体温差过大的情况出现。整个热管理系统虽然不如TSLA高效，但更加节能。
4、日产Leaf
日产Leaf的上代动力锂电池是来自日产和NEC的合资公司AESC供应的锰酸锂离子电池，但新款已经换成由LG化学供应的三元锂离子电池，新款Leaf和雪佛兰Bolt采用了同样的供应商和电池组，这里不再赘述，我们着重讨论一下上代的层叠式软包锂电池组，上文中提到，软包锂电池的特点之一就是延展性好，外形多变，这也是为何电池组形态可以设计成层叠式，在保证安全的同时最大限度的利用空间。
同时为了规避软包锂电池承受机械载荷能力差，容易破损和漏液的短板，Leaf电池组采用了完全密封设计。电池组由192节33.1Ah的层叠式锰酸锂离子电池组成。4节单体电池采用两并两串的连接形式组成模块，48个模块串联组成电池组。
在热管理系统上，由于AESC作为日产亲儿子自研的锰酸锂离子电池的技术优势，该电池经过电极改良设计后降低了内部阻抗，减小了产热率，同时薄层结构使电池内部热量不易出现积聚，因此日产为Leaf电池组设计了"被动式电池组热管理系统"，说白了就是通过优化电芯和电池组设计去掉了其他电动汽车专门的降温装置，使其自然降温。当电池处于低温时，Leaf供应了和雪佛兰Bolt类似的加热选件。
5、比亚迪E6
比亚迪E6采用了比亚迪自研的磷酸铁锂离子电池。相比三元锂离子电池，磷酸铁锂离子电池的安全性更高、抗衰退能力更长、原材料资源丰富、应用成本低(我国)，但也存在能量密度偏低、低温衰退严重等缺点。
比亚迪E6由96个方形电池单体组成60kWh的电池组，整个电池组平铺于车身底部，E6电池的电解液中加入了阻燃物质，从源头上杜绝了爆炸和燃烧的可能，此外，电池在量产前还要经过高温、高压、撞击等试验测试，验证电池在极端环境下的安全性和性能表现。
电池组的底部还加装了阻燃塑料保护罩，重要用于防止碎石撞击电池壳而发生危险，塑料的塑性变形特性可以分解碎石撞击出现的力，且塑料罩在重量上的表现也优于金属罩，可以进一步减轻车体自重，提高续驶里程。
当电池短路导致电解液气态膨胀时，电池组上的泄压阀可以快速排走电池的气体，属于被动安全装置。E6久经考验的安全性和稳定性+来自政府的高额补贴使得这一车型成为国内多个城市首选的出租汽车明星车型。
总结
以上几辆电动汽车便是经过"市场和消费者检验"的优秀产品代表，总结来说，圆柱形电池的能量密度最高，TSLA通过高难度的技术研发努力解决密集电芯带来的热管理难题；而日产、雪佛兰选择的软包锂电池，相比圆柱形电池能量密度尚有优化空间，但在解决电池组热管理上操作性更高，这是传统车企喜欢的典型的渐进式打法。
而宝马的方法则将汽车安全性置顶，同时尽可能外包分业务来减小电动汽车业务对账面现金流的影响；比亚迪的电池化学材料独树一帜，凭着广阔的国内市场和政策倾斜以及表现尚可的技术水平获得了领先地位。
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