前言：周末去了上海郊區(qū)，加上這兩天把去年延休的假休完，總算有很多的時(shí)間可以放松下。仔細(xì)看了比亞迪的直播會，這里涉及到目前比亞迪的重大的轉(zhuǎn)向的十字路口，把電池剝離、發(fā)布新一代電池技術(shù)，但是這里又存在一個(gè)核心的問題，之前的電池的產(chǎn)能如何根據(jù)不同的需求進(jìn)行分配，比亞迪乘用車作為絕對大客戶和后續(xù)國內(nèi)外車企電池系統(tǒng)如何匹配，其實(shí)開完這個(gè)發(fā)布會，很多的東西變得更模糊了。
01 刀片電池的核心賣點(diǎn)
電池安全性：這個(gè)其實(shí)主要有兩個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)結(jié)構(gòu)上電池比較薄和長，目前在軟包上做的 LFP 電芯，其實(shí)和這個(gè)差不多。刀片電池的做法在我們之前的 355/390 軟包上可以把電芯做成 138Ah 的電芯，這個(gè)是目前比較大的優(yōu)勢。不同結(jié)構(gòu)和容量的 LFP 和大容量方殼三元電芯比國標(biāo)針刺實(shí)驗(yàn)，這個(gè)問題我們之前在 2017 年的時(shí)候有過定論，當(dāng)時(shí)比亞迪自己的 Roadmap 也是主力轉(zhuǎn)向三元，這里存在一個(gè)轉(zhuǎn)向的問題
圖 1 比亞迪發(fā)布的三種自己的電芯的對比試驗(yàn)
備注：從語境來看，三元電池這條產(chǎn)品線，是 2019 年比亞迪所有的純電動都在用的，而下一步往磷酸鐵鋰走，能量密度下來、成組率通過電芯的結(jié)構(gòu)特性來補(bǔ)償，目前來說等于兩條產(chǎn)品線并行走，從安全性、成本來看，LFP 的刀片是比亞迪認(rèn)為的優(yōu)選路線
圖 2 電池的技術(shù)路線問題
02 電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的迭代
刀片電池主要是通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在成組時(shí)可以跳過“模組”，通過提高體積利用率達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)。但是這里存在三代電池的問題，如下圖所示：
a) Gen0：早期純電動汽車的設(shè)計(jì)，采用 75Ah 的磷酸鐵鋰電芯，這個(gè)我們不去追溯了
b) 第一代電池系統(tǒng)（比亞迪王朝系列）：基于原有車型設(shè)計(jì)改制，以秦 EV 為例子，模組采用復(fù)合的模組，有幾種不同的形狀，主要的特點(diǎn)就是盡可能把電池塞進(jìn)去，這個(gè)時(shí)候是從 NCM523 和 NCM622 的電池為代表，電芯的容量從 100Ah 升級到 135Ah（173*112.5*50）
c) 第二代電池系統(tǒng)（e 網(wǎng)車型）：采用 e 平臺的系統(tǒng)，這個(gè)已經(jīng)開始從上述的第一代的改為扁平化、單層模組設(shè)計(jì)的思路，重點(diǎn)是一套電池系統(tǒng)覆蓋多個(gè)車型，和驅(qū)動系統(tǒng)一樣也是模塊化的，電芯也是采取 135Ah（173*112.5*50）
d) 第三代電池系統(tǒng)（漢 EV）：就是這一代電池，賣點(diǎn)是平整化，安全性，這顆 138Ah 的電芯成本上目前還不清楚，應(yīng)該是比走三元路線低一些
圖 3 比亞迪的三代電池系統(tǒng)
從目前來看，要這個(gè)電芯由于長度規(guī)格目前固定，所以整包的尺寸 2.4 米*1.2 米，高度方向上面可以做到 110mm 左右，如果疊二層也可以增加一部分電量。我們可以看到，這個(gè)電芯如果要符合 MEB、BEV3 或者 e-TGNA 的規(guī)格，需要在電芯的長度方向上面做調(diào)整，也就是說，比亞迪的這次電池企業(yè)是把電芯發(fā)布為一個(gè)產(chǎn)品，可以就目前比亞迪乘用車所做的電池設(shè)計(jì)做匹配性改進(jìn)。
由于電池的結(jié)構(gòu)變化，使得托盤的設(shè)計(jì)也徹底做了變化，取消了電池殼體的結(jié)構(gòu)梁，使用刀片電池的每個(gè)電芯殼體充當(dāng)電池的梁，把電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度建立在電芯的結(jié)構(gòu)之上。并且借鑒蜂窩鋁板結(jié)構(gòu)原理，上下兩面，黏貼兩個(gè)高強(qiáng)度板，形成蜂窩鋁板。這里的問題，如果出現(xiàn)側(cè)碰或者其他的碰撞，電芯的結(jié)構(gòu)是直接承接力的，幾乎所有車企之前的碰撞設(shè)計(jì)，都是通過車身和電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組合，讓碰撞不能擠壓到電芯，碰撞之后盡可能電芯是完整的。如果按照這樣的設(shè)計(jì)思路，其實(shí)很難把刀片電池搬到三元上，這樣的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路，電池在極端條件下是需要破損，就必須要自己的安全性作為保障。
這里還有一個(gè)潛在的問題，就是碰撞或者受到其他力的特點(diǎn)，單個(gè)破損以后，串聯(lián)的并不好修，而且這種結(jié)構(gòu)要拆解再組合對于上下部分的膠水+電芯之間的膠水要求比較高。
圖 4 比亞迪的刀片電芯
前幾日蜂巢的楊總也在談到方殼電芯的進(jìn)化路線，從 148 寬度的電芯到 MEB220 寬度的電芯，再到 330-400mm 左右，如果圍繞疊片工藝只要在裁片的方向上做調(diào)整，厚度可以從軟包的 10-14mm，增厚到 25-30mm，我覺得刀片的做法有些激進(jìn)。但是這種進(jìn)化路線，代表著電芯工藝的計(jì)劃發(fā)展方向。
圖 5 方殼電芯的尺寸迭代方向
小結(jié)：從卷繞工藝，到層疊工藝的改變，比亞迪、SDI 都進(jìn)行了戰(zhàn)略性的調(diào)整，加上原有的蜂巢。如果下一步 LG Chem 和 SKI 也做點(diǎn)調(diào)整，這事情就比較有意思了。我覺得這次比亞迪的刀片電池，確實(shí)在電池工藝和電池設(shè)計(jì)上引發(fā)了一次大討論，但是是否 LFP 就是對的，而且使用特別激進(jìn)的電芯粘接+下板粘接，把電池做成一次性組裝的(不帶維修)，我覺得有很大的疑問?？偟膩碚f，對動力電池的發(fā)展還是起到了正向的促進(jìn)作用，我們多了一種解決問題的思路。