既然磷酸铁锂电池价格低 那为什么入门车型仍坚持使用三元锂电池?

原创
新浪汽车原创 王佳旭 2020-04-09 08:00

前不久,比亚迪发布的“刀片电池”让磷酸铁锂电池再一次重回人们的视线。目前,在纯电动车市场,搭载磷酸铁锂电池的车型越来越少。相比盛行的三元锂电池,磷酸铁锂电池成本更低,而且在某些方面,安全性也要强于三元锂电池,但是为什么定位入门级别的纯电动车型还要坚持使用三元锂电池呢?

磷酸铁锂电池与三元锂电池的区别

目前,用于电动车的动力电池比较常见的有磷酸铁锂电池和三元锂电池。其中磷酸铁锂电池在电动车发展初期使用比较广泛的一种动力电池。其原理是磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含贵重金属元素(比如钴等)。

在纯电动车市场发展初期,磷酸铁锂电池为主流电池。不过,随着动力电池的发展,三元锂电池逐渐取代磷酸铁锂电池。主要原因是磷酸铁锂电池相较于三元锂电池,能量密度较低。在早期的动力电池中, 磷酸铁锂电池包的能量密度仅为100Wh/kg,而三元锂电池包的能量密度可以达到140Wh/kg以上。而随着国家对于纯电动车补贴的退坡,再加上初期纯电动车型高昂的售价,相比传统燃油车型来看,差距是显而易见的。能量密度低、续航里程短的磷酸铁锂电池就不具有优势了。

另外,磷酸铁锂电池的抗低温性能以及充电性能相比三元锂电池来说都是比较差的。在冬季寒冷工况下,磷酸铁锂电池的衰减会达到50%以上,再加上较慢的充电性能,会极大的降低通行效率。所以,能量密度更好、续航能力更强的三元锂电池逐渐受到车企的追捧。随着市场的发展,NEDC续航超过600km的车型也越来越多。

不过,三元锂电池也并非毫无缺点。它虽然在能量密度以及充电性能上有优势,但是在电池的抗高温性以及电池循环寿命上要低于磷酸铁锂电池。

三元锂电池主要由正极采用“镍钴锰酸锂”或者“镍钴铝酸锂”的三元正极材料 ,主要以镍盐、钴盐、锰盐为原料。其中这两种正极材料中的“钴元素”属于贵金属。根据相关网站的数据显示,国内的钴金属参考价格为27.75万元/吨,并且随着材料的减少,导致价格还在持续走高。目前,三元锂电池的成本在0.85-1元/wh;而不含有贵金属元素的磷酸铁锂电池的成本仅为0.58-0.6元/wh左右。另外,三元锂电池的循环寿命也不如磷酸铁锂电池,相比磷酸铁锂电池2000次左右的充放电次数,三元锂电池就要短了很多。一般在使用4年后,大部分电池的性能都会发生衰减,这也就直接导致了后期较高的电池更换成本。

而在电池安全性上,三元锂电池单体电池的热承受温度较低,在200度左右就达到了超过了承受范围,而且随着能量密度的增加,这热失控就安全系数就越低。随着“三元锂电池”能量密度提升,带来的安全隐患也更加突显。其实,我们经常能看到纯电动车自燃的消息。所以,电池安全性一也是目前电动车型的一大顽疾。

入门车型为什么要坚持使用三元锂电池?

前边介绍了磷酸铁锂电池和三元锂电池的优缺点,有人可能会问,既然磷酸铁锂电池的安全性那么好,电池的循环寿命还长,而且成本还低不少,那么为什么很多厂商还坚持为自己的入门级别纯电动车搭载三元锂电池呢?

确实,在入门级别的纯电动车型上搭载成本更低的磷酸铁锂电池确实是比较理想化的想法。不过,目前的传统磷酸铁锂电池能量密度较低,目前市面上搭载该类电池的车型的NEDC续航里程基本都在200km左右,而且没有国家补贴。如果要达到与三元锂电池相近的续航能力,就要增加电池包的数量,这也就直接导致了车重的增加。而一般的入门级车型尺寸都不大,所以也无法安放那么多的电池组。

所以,目前磷酸铁锂电池一般都被电动公交、电动轻卡等交通工具选用,它们拥有更多安放电池的空间,而且由于走固定路线,所以也不用考虑续航问题。

在电池的安全性方面,人们也不用过分担忧。目前,三元锂电池的高压系统以及高压零部件基本都达到了IP67防水防尘民用最高等级,即便在1米深的水中浸泡30分钟电池无损伤。而且在电池短路、高压过载以及碰撞发生时,系统会自动断开高压电源输出,避免自燃的风险。而且三元锂电池的高充电性能,能够支持大倍率的充电,进一步提升充电效率,使用体验也会更好。另外,关于更换电池,很多车企为了提升竞争力,纷纷推出了换电以及回购政策来降低后期的电池费用问题。

搭载三元锂电池的入门级纯电动车型

车型:启辰e30

补贴后售价:6.18-7.48万元

以启辰e30为例,该车定位小型SUV。启辰e30补贴后的售价为6.18-7.48万元,而市场上比较常见的纯电动小型SUV补贴后的售价基本都在9-13万元之间。而启辰e30的价格区间已经和定位微型的代步车价格十分接近了。作为一台定位城市通勤的车型,启辰e30的价格还是非常具有优势的。品牌和品质是消费者购车的重要参考因素,而启辰背靠雷诺-日产-三菱联盟,基于雷诺日产的CMF-A平台打造,带有日产背书的光环,使得启辰e30相比自主品牌而言具有先天优势。

车尾造型比较简洁,两侧的尾灯与前大灯相呼应,而双色的保险杠造型也能降低视觉重心,让车尾看上去更稳重。车身尺寸方面,启辰e30的长宽高分别为3732/1579/1515mm,轴距为2423mm。

内饰方面,启辰e30仍然延续了雷诺e诺的设计,整体风格比较简洁,而圆形的空调出风口和黑色的钢琴烤漆面板也能提升一定的设计感。另外,除将方向盘气囊盖中央LOGO换为启辰的五星品牌标识外,方向盘、换挡旋钮、门板及空调出风口等部位的蓝色装饰,以彰显新能源车型的身份。

动力方面,新车搭载一台最大功率为33kW(45Ps)的电动机,105km/h的极速也证实了它更适合城市通勤使用。电池方面,作为一台入门级别的纯电动小型SUV,依旧搭载了能量密度更好的三元锂电池,电池容量为26.8kWh,官方公布的耗电量为10.8kWh/100km,NEDC综合工况续航为271km。在快充模式下,将电量从0充至80%需50分钟、从30%充至80%则需30分钟;在慢充模式下,将电量从0充至100%需要4个小时。无论是续航能力还是快充速度,启辰e30都能够满足日常上下班代步的需求。而相比磷酸铁锂电池,三元锂电池有着更好的冬季续航表现,同时在快充速度上也更有优势,作为上下班代步的车型,能够有助于提升通勤效率。

车型:哪吒N01

补贴后售价:6.68-13.98万元

哪吒N01基于合众E-TAKE概念车基础上打造而来。新车整体造型圆润饱满,车身姿态较为稳重。前脸采用分层设计,封闭前格栅为黑色钢琴漆材质,并将充电接口隐藏其中。车身的尺寸方面,其长宽高分别为3872mm/1648mm/1611mm(无行李架为1571mm),轴距为2370mm。

车尾设计简洁,后备箱上配备了一条镀铬装饰,连接了两侧的全LED尾灯。后保险杠采用了双色设计,看上去显得比较时尚。

内饰方面,哪吒N01整体风格偏向简约,液晶仪表盘、悬浮式中控大屏、旋钮式换挡机构等都是现在电动车比较流行的设计元素。配置上,其配备了自动空调、无钥匙进入/启动、旋钮式换挡、7英寸全液晶仪表、全景影像、语音控制、10.1英寸多媒体屏幕等。

动力方面,哪吒N01搭载一台最大功率75马力的驱动电机,最大扭矩为175牛米。电池方面,哪吒N01同样配备了三元锂离子电池,并且分为了三种续航能力,NEDC续航分别为301km、330km和351km。充电方面,哪吒N01支持快充和慢充两种模式。在6.6kW充电机的交流慢充下需要6-8个小时方可充满。在直流快充条件下充电30分钟可将车辆充至80%。

车型:长安E-Pro

补贴后售价:10.69-12.69万元

长安新能源E-Pro定位小型纯电动SUV,补贴后的售价区间为10.69-12.69万元,NEDC续航里程为401km。另外,官方还推出电芯终身质保政策(等效于10年30万公里,且不限首购用户)。

外观方面,长安新能源E-Pro采用封闭式前格栅设计,配合下方的三段式进气口,辅以亮色饰条,更显活力。值得一提的是,该车右后视镜集成120度广角摄像头,可实时采集车辆右侧路况,减少视觉盲区。尺寸方面,新车长宽高分别为:4135/1740/1630mm,轴距2510mm。

车尾熏黑尾灯融合撞色贯穿式设计,在一定程度上拉宽了横向视角。尾门采用内凹设计,两侧雾灯上方均配有L型装饰条,增加车尾立体感。

内饰方面,同样采用了最新的家族式设计风格,7英寸组合液晶仪表搭配10.25英寸中控大屏,双屏互动带来不错的科技感。此外,驾驶舱增加了玻璃覆盖范围,很贴心的缩小了A柱遮蔽,在一定程度上减少了视觉盲区。同时在中控台、门板等地方加入彰显新能源身份的绿色装饰条。

智能交互配置方面,在这块10.25英寸屏幕内,内置了一套深度定制的安卓系统,内置了高德地图、QQ音乐、喜马拉雅FM等常用App,同时也配备了智能语音控制系统。

动力方面,E-Pro搭载前置电动机,最大功率为120kW,最大扭矩为245牛米。电池方面,E-Pro搭载容量为48.3kWh三元锂电池,NEDC工况续航里程401km。快充模式下,电量从30%-80%为30分钟。

车型:北汽新能源EC5

补贴后售价:9.99-11.99万元

北汽新能源EC5是北汽新能源采用全新设计语言后推出的EC系列产品,定位入门级纯电动小型SUV。补贴后试驾为9.99-11.99万元,NEDC工况下410Km的续航里程。

外观方面,北汽新能源EC5采用了和北汽新能源EU5、EX5风格一致的家族式“峰豹美学”设计,“豹口大张”的双C日间行车灯,搭配镀铬装饰条,具有一定的辨识度。车身侧面和尾部线条大多比较平直,勾勒出锋芒毕露的视觉效果。车身尺寸方面,北汽新能源EC5的长宽高分别4122/1750/1583mm,轴距为2519mm。

内饰方面,北汽新能源EC5基本维持了北汽新能源熟悉的布局和设计,比如经典的“北”字空调出风口、亚光银色饰板、经典的仪表盘等。

EC5配备了i-link车联网系统,集成了科大讯飞智能语音交互系统以及高德导航,同时还内置了喜马拉雅FM、天气以及新闻等app。

动力方面,EC5搭载一台不同功率的永磁同步电机,最大功率分别为70KW和80KW,最大扭矩分别为200牛米和230牛米。电池方面,全系车型均搭载容量为48KWh的三元锂电池组,NEDC综合工况续航为403Km。

无模组技术将成为趋势

下面我们回到开头的问题,比亚迪的刀片电池让磷酸铁锂电池重回人们的实现,如果能提升让它达到与三元锂电池相同的续航能力的话,那么磷酸铁锂电池的前景还是比较客观的。比如目前比较流行的CTP技术。CTP可以Cell to Pack,电芯直接整合进电池包,也就是我们常说的无模组技术。

电芯阵列排列在电池包内,不需要电芯构成模组再固定到电池包,省掉了传统电池包纵梁横梁等的空间,不仅结构强度不降反生,而且更紧密的排布,让电池包的能量密度也更高了。所以也能达到与三元锂电池相同的续航能力。据悉,特斯拉也预计为Model 3车型装配宁德时代CTP技术的磷酸铁锂电池来降低成本。

总结

可以看出,磷酸铁锂电池的潜能还能继续被挖掘。但它并不能取代三元锂电池的地位。就目前的市场而言,三元锂电池整体的综合实力还是高于磷酸铁锂电池的。所以,即便是入门级车型,厂商们也依旧要不惜成本来选择三元锂电池。

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