本文主要基于比亞迪工程師在某論壇上的公開演講（侵刪）。

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寫在前面

昨天結(jié)合比亞迪工程師的公開演講踏板電動車可以裝刀片電池嗎，簡單介紹了比亞迪刀片電池的“7S”概念，可能過于專業(yè)，實際反饋一般。

今天結(jié)合公開演講，補充一些刀片電池的技術(shù)特點和總結(jié)。接下來，我們通過最新競品的橫向?qū)Ρ葦?shù)據(jù)來看看刀片電池的實力。

文字版的內(nèi)容太多了，所以我給大家總結(jié)了一個精簡版。趕時間的朋友，看看這里。如果您想了解技術(shù)細(xì)節(jié)，可以閱讀全文。

最后，這一系列文章可能是比亞迪刀片電池工廠層壓技術(shù)的第一張公開照片。據(jù)說去年璧山工廠對媒體開放時，層壓區(qū)是唯一沒有開放的區(qū)域。

刀片電池技術(shù)要點：

1、刀片電池具有以下優(yōu)勢：零部件數(shù)量減少40%，VCTP增加50%，整個電池系統(tǒng)成本降低30%。

2、比亞迪刀片電池已實現(xiàn)367項專利布局，包括寬幅技術(shù)、高速疊片技術(shù)、超薄鋁殼制造技術(shù)、高效電池系統(tǒng)集成技術(shù)、電池系統(tǒng)測試與評估技術(shù)。

3、刀片電池的主要特點包括：超級安全（滿足材料安全、電芯安全、系統(tǒng)安全）；超高成本（電池系統(tǒng)成本降低30%，比競爭對手同類電池綜合成本降低近30%）；超強（振動壽命超過300w·km，碰撞加速度可達60g，最大擠壓力100-800kN，最大可承受力445kN）；超強動力（33分鐘充電70%，滿足大多數(shù)快充需求；瞬間最大放電功率363kW，支持3.9秒100km/h）；超低溫（-35°C正常使用）；超長壽命（循環(huán)壽命換算里程遠(yuǎn)大于車輛所需使用壽命）；超強續(xù)航（600km，次世代800km）；

4、比亞迪刀片電池技術(shù)規(guī)劃規(guī)劃到2025年：集成效率達到86%，能量密度達到300Wh/L，預(yù)期系統(tǒng)能量密度達到180Wh/kg。

刀片電池的四個關(guān)鍵問題

1、究竟什么是刀片電池？

刀片電池是基于建筑和工程的一整套創(chuàng)新。在結(jié)構(gòu)上，我們可以將電動汽車的電池相關(guān)部件分為五個層次，ECU、Cell、PACK和.在現(xiàn)有的解決方案中，最大的問題之一是層數(shù)過多，最終導(dǎo)致集成效率低下，嚴(yán)重限制了電池壽命。優(yōu)化的方向很明確，減少或合并其中的多個層。

第一種方案是取消模塊級，直接從Cell到Pack集成（類似寧德的CTP）；

第二種方案是取消Cell層級，或者將Cell與某個層級結(jié)合，直接將電化學(xué)電池集成到一個模塊中。

第三種方案是取消模組和pack級別，將Cell集成到車輛中（類似寧德的CTC）。

更極端的解決方案是取消所有 Cell、 和 Pack 級別，并將電化學(xué)電池直接集成到車輛中。目前這項技術(shù)難度很大，比亞迪還在研發(fā)過程中。

比亞迪通過對大量電動汽車的需求調(diào)研分析，最終發(fā)現(xiàn)基于刀片電池的方案是目前最優(yōu)方案（方案一），對比傳統(tǒng)技術(shù)電池系統(tǒng)，使用刀片電池，電池的電池系統(tǒng)組件數(shù)量減少40%以上，VCTP體積利用率提高50%以上，成本降低30%以上。刀片電池的系統(tǒng)可以讓碳酸鐵鋰完美滿足大部分電動汽車的需求，帶來安全、成本和壽命的巨大好處，刀片電池難度很大，但它帶來了最高的集成效率和成本優(yōu)化，所以刀片電池被選為比亞迪動力電池的發(fā)展路線。

2、刀片電池的五個技術(shù)難點？

在刀片電池的研發(fā)上，比亞迪做了大量的開創(chuàng)性工作，在材料優(yōu)化、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、電池管理、工藝方法、整車集成等方面共產(chǎn)生專利360項。其中，最關(guān)鍵的技術(shù)創(chuàng)新包括寬幅技術(shù)、高速疊片技術(shù)、超薄鋁殼制造技術(shù)、高效電池系統(tǒng)集成技術(shù)、電池系統(tǒng)測試評估技術(shù)五個部分。

寬幅技術(shù)和高速層壓技術(shù)：包括寬幅涂布、寬幅軋制和寬幅層壓?；诜囯姵氐纳a(chǎn)極限，目前最大鍍膜寬度可達，系統(tǒng)檢測精度在正負(fù)0.5mm以內(nèi)，速度可達70m/min，同時可以實現(xiàn)雙面同步。軋制方面，目前最大軋制寬度為，厚度公差在2微米以內(nèi)，速度可達120m/min。貼合方面，目前最長貼合可達踏板電動車可以裝刀片電池嗎，對位可控制在正負(fù)0.3mm以內(nèi)，貼合效率0.3秒/片，處于世界領(lǐng)先水平。

超薄鋁殼制造技術(shù)：對于刀片電池的制造，鋁殼制造是一個很大的挑戰(zhàn)。我們突破了傳統(tǒng)拉深/擠壓工藝的限制，創(chuàng)新工藝實現(xiàn)了0.3mm厚的超長鋁殼制造技術(shù)。

高效電池系統(tǒng)集成：基于刀片電池的電池系統(tǒng)借鑒了蜂窩板的概念。蜂窩板具有重量輕和超高強度系統(tǒng)。 ，底板和電池陣列組合成一個整體，實現(xiàn)超高集成效率、超高強度和超高剛度。上蓋或底板均可實現(xiàn)冷暖一體。

電池系統(tǒng)測試評價技術(shù)：一般是振動、溫度、濕度、循環(huán)同步應(yīng)用，但經(jīng)常發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與整車實際結(jié)果不匹配。主要原因是多次實驗無法模擬實際工況。 ，為解決這一問題，比亞迪創(chuàng)新性地將溫度、濕度、振動、循環(huán)等多重因素有機結(jié)合，通過研究典型區(qū)域的實際使用條件，結(jié)合加速壽命試驗理論，建立了新的可靠性評價方法.

可以說，比亞迪目前的刀片電池核心技術(shù)和相關(guān)專利，足以保證2-3年內(nèi)領(lǐng)先行業(yè)。同時，比亞迪也在研發(fā)第二代和新一代磷酸鐵鋰電池技術(shù)，可以保持對友商“代差”級別的技術(shù)領(lǐng)先。

3、刀片電池有什么特點？

內(nèi)部稱為“7S”，即安全、成本、強度、動力、低溫、壽命、續(xù)航（具體分析請參考昨天的專欄），這里簡單補充一下。

首先，它非常安全。比亞迪建立了7個維度、4個層次、5個方面的全方位安全體系。在該系統(tǒng)下開發(fā)的刀片電池具有超高的安全性，體現(xiàn)在以下幾個方面。材料安全、電池安全、包裝安全。

基于碳酸鐵鋰材料的刀片電池和刀片電池的獨特結(jié)構(gòu)，刀片電池在針刺實驗條件下不冒煙不著火，最高溫度60度，只冒煙不著火并且在低壓下不會發(fā)生爆炸。 在爐溫測試中，國標(biāo)要求為130度，基于碳酸鐵鋰的刀片電池可以達到300度（遠(yuǎn)超國標(biāo)），過程中只冒煙、不起火、不爆炸。在過沖測試中，國標(biāo)要求1.1倍最高電壓，刀片電池可以達到2.6倍最高電壓（遠(yuǎn)超國標(biāo)），而且只冒煙不著火, 過程中沒有發(fā)生爆炸。這是電池系統(tǒng)散熱的演示。在系統(tǒng)的熱擴散方面，國標(biāo)要求熱失控后不向外擴散。我們測試的最高溫度是350度，背面連接的電池是80度。整個過程只冒煙，不著火，不爆炸。

目前，電池系統(tǒng)的上蓋由塑料制成。我們使用普通塑料制作整個包裝，沒有任何安全風(fēng)險。在底部保護方面，刀片電池系統(tǒng)采用了新型高光、高強度、高絕緣的多層復(fù)查材料保護板，將保護材料與蜂窩板結(jié)合，達到良好的底部保護效果。電池系統(tǒng)具有關(guān)鍵的安全功能。冷卻液泄漏時如何保證系統(tǒng)安全？基于葉片系統(tǒng)的獨特設(shè)計，冷卻液可以完全泄漏或密封失效，雨水可以從浸沒到浸泡的整個區(qū)域灌入。過程中沒有冒煙、沒有起火、沒有爆炸。整個測試持續(xù)了45天。最后，當(dāng)所有的電都放完后，整個過程沒有發(fā)生火災(zāi)。

其次，這是超級成本。零部件數(shù)量減少40%，VCTP增加50%，整個電池系統(tǒng)成本降低30%（目前寧德時代磷酸鐵鋰成本約為0. 58元/wh，刀片電池成本低于0.45元/wh）。其他內(nèi)容可以在上一篇文章中回看，不過這里解釋的太多了。

第三是超強實力?；诘镀姵氐奶厥饨Y(jié)構(gòu)，我們將刀片電池視為整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部件。基于葉片系統(tǒng)的模式，可以達到80Hz以上，振動壽命80Hz以上。它一直處于持續(xù)測試過程中，暫時沒有損壞。模擬碰撞，輕松滿足60g級碰撞加速要求。擠壓方面，國標(biāo)要求為100kN。根據(jù)不同的設(shè)計，現(xiàn)在最大擠壓力可以達到800kN（遠(yuǎn)超國家標(biāo)準(zhǔn)）。電池組只有輕微變形，整個系統(tǒng)不冒煙不著火。耐壓方面，基于刀片電池的電池系統(tǒng)目前所能承受的壓力可以達到445kN。全程無煙無火，電池系統(tǒng)僅有輕微變形。

第四，是超能力。目前量產(chǎn)的第一代刀片可以在33分鐘內(nèi)補充70%的電量，滿足大部分快充需求。二代刀片可在15分鐘和20分鐘內(nèi)進行快充，放電瞬間最大功率363kW（基本滿足下一代增壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）。

第五，超低溫。刀片電池采用多層隔熱設(shè)計，確保整車在-35℃條件下也能正常使用。刀片電池底部的復(fù)合材料蜂窩板也是系統(tǒng)良好的隔熱材料。一般來說，大家都認(rèn)為磷酸鐵鋰的低溫性能較差，但就刀片電池的低溫充電時間而言，磷酸鐵鋰和磷酸鐵鋰基刀片電池比三元略差，但在可以接受的范圍內(nèi)低溫大功率下基于碳酸鐵鋰的刀片電池的充電功率優(yōu)于三元（三元鋰的低溫快充）。低溫低電池充電功率，碳酸鐵鋰低于三元，但滿足需求。

第六，超長壽。壽命分為保質(zhì)期、循環(huán)壽命和機械壽命三部分。在循環(huán)壽命方面，基于磷酸鐵鋰的刀片電池，170天的存儲恢復(fù)能力可以達到99.5%左右。由于磷酸鐵鋰良好的材料穩(wěn)定性，具有非凡的循環(huán)壽命，可滿足整車120萬公里甚至200公里的續(xù)航里程要求。機械壽命方面，目前的震動車已經(jīng)達到300萬公里，而且還在繼續(xù)，電池的系統(tǒng)模式也沒有明顯下降。

第七，超強續(xù)航。基于刀片電池的電池系統(tǒng)可以輕松達到600公里以上，預(yù)計3-5年還有30-40%的提升空間（不，今年700公里的唐EV已經(jīng)亮相）。這意味著隨著二代刀片電池的發(fā)展，700-800公里的續(xù)航完全不會成為問題。

4、刀片電池技術(shù)規(guī)劃方向？

比亞迪在刀片電池方面投入了大量研發(fā)，期望實現(xiàn)更高的集成效率和更高的能量密度，讓刀片電池更具競爭力。

第一代刀片電池：系統(tǒng)重量集成效率73%，重量能量密度140Wh/kg，體積能量密度230Wh/L。

第二代刀片電池：系統(tǒng)重量整合效率提升至86%，重量能量密度180Wh/kg，產(chǎn)品能量密度可達300Wh/L。按照這個參數(shù)，主流純電動汽車的續(xù)航里程可以達到800公里。

未來3-5年，將出現(xiàn)采用“刀片電池預(yù)鋰化”等相關(guān)技術(shù)的新一代磷酸鐵鋰電池。并跟進，將比亞迪的固態(tài)/半固態(tài)電池專利轉(zhuǎn)化為量產(chǎn)。

好的，今天就到這里。原計劃2篇，現(xiàn)在變成了3部合奏。下一次，我們一起來看看最新款唐EV 700km與競品的對比。