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比亚迪六角形电池是特斯拉4680电池真正的对手吗？

发布于：2024-05-27 编辑：匿名来源：网络

【原创】在我们的认知中，特斯拉作为一家技术发展相对“极限”的电动汽车公司，在某些技术方面总能做出令人惊叹的举动，比如它所采用的无极电池。

等待。

当然，在电池技术方面，作为全球发展最快、领先的电动汽车公司，我们在这方面自然也不甘落后。

在之前关于动力电池的专利说明中，我们看到了比亚迪最新的方形电池专利。

从专利图中我们可以看到，整个电池呈“蜂窝”状排列，由多个六角棱柱组成。

那么，这款电池与特斯拉的相比有何特点呢？这期E说的都明白了，那我们就来说说吧。

我们先来说说比亚迪最新的六棱柱电池。

首先，为什么这款电池??要设计成六棱柱形状呢？是为了区别于市面上常见的圆柱电池而做出的“外观”吗？并不真地。

在人类发展的漫长历史中，大多数科技发现都源于大自然，这个六边形也是如此。

每个人都应该见过蜜蜂。

它们工作和生活的蜂巢形状就是我们经常看到的六边形。

一般来说，蜂巢是由无数大小相同的孔组成的。

每个孔都是正六边形，并被其他孔包围。

两个孔之间只有蜡墙。

为什么是正六边形？首先我们知道，在所有的形状中，等边三角形是最坚固的结构，将六个坚固的等边三角形相互排列，就得到了一个等边正六边形，这就是蜂窝的结构。

蜜蜂的身体基本上是圆柱形的，所以蜜蜂在洞里既不会有多余的空间，也不会感到拥挤。

所以这就引出了另一个结论，六边形蜂窝组合不仅坚固，而且还是最节省空间的方式之一。

蜂窝结构的优点也被运用在运输或装饰用的纸板上。

回到比亚迪的新电池，它最大的特点就是采用了蜂窝状的正六棱柱结构。

根据专利上的数据，整个壳体（盖+壳体）的高度在60毫米之间，壳体内切圆的直径在15-60毫米之间。

值得一提的是，该专利还提到：“壳体的高度可以为90mm，壳体1的内切圆直径可以为40mm”。

根据电池命名规则，我们可以将这款电池称为“电池”。

作为参考，特斯拉电池的高度为80mm，直径为46mm。

那么，这种六边形“电池”相比特斯拉电池带来了哪些优势呢？我们先从这两种电池的使用场景说起，经过技术的不断迭代发展，现在的纯电动汽车不仅注重电池材料的研发以提高车辆的续航能力，还在优化方面做出了相应的技术发展。

电池组的结构设计。

由于整个电池组还包括电池管理系统、热管理系统、高低压电路等部件，它们的分布占据了电池系统的部分重量和内部空间，其成组效率为60%~70%！也就是说，如果你买了房子，60%-70%只是你的使用面积，剩下的就是共用面积。

根据国内某公司的结论，单体能量密度超过Wh/kg的电芯，由于传统电池包分组方式的限制，在电池系统层面的能量密度仍将在Wh/kg左右。

因此，通过优化电池组的内部结构，舍弃或简化部分结构来扩大空间容纳更多的电池，可以有效提高电池组的整体容量。

其中最具代表性的是特斯拉的CTC和比亚迪的CTB技术。

特斯拉的CTC技术英文名为Cell To Chassis，中文翻译为电池与底盘一体化。

特斯拉将电池交错放置在汽车底盘上，电池正极朝上。

电池的串联和并联连接在正极端子处完成，电池之间设置蛇形管以保护电池的侧面。

让其冷却。

那么也就是说，特斯拉直接将电芯布置在底盘上，电池仓的前后直接连接着两个大型车身铸件。

驾驶舱地板没有了，取而代之的是电池上盖，座椅直接安装在电池上盖上。

比亚迪的CTB技术也称为CellToBody电池车身集成技术，将所有电池电芯集成到车身中。

其电池上盖取代了部分汽车内部地板，与前后横梁形成平坦且密封的完整车身。

隔离乘员舱。

从这一点来看，比亚迪将电池系统与车身融为一体，电池本身的密封防水要求就可以满足。

电池和会员舱的密封也比较简单，风险可控。

因此，这两种电池技术最统一的特点就是电池完全平放在车辆底盘上或靠在底盘上。

基本上，它不仅承载着车辆电池容量的大小，而且还成为车身结构的一部分，因此对电池电芯的强度要求非常高。

我们把话题拉回来。

一种是特斯拉的圆柱电池，另一种是比亚迪的六棱柱“电池”。

它们在底盘电池的使用上有什么区别？首先，从结构强度上来说，圆柱单体电池组合在一起时，相邻的两个圆柱单体电池之间的空间较大，这会使得圆柱电池组的机械稳定性不足，受到冲击时会很不稳定。

外部振动或冲击。

很容易造成短路或损坏，严重影响车辆的安全。

至于六棱柱“电池”，组装成组后，由于其六角形结构，电芯前面可以没有缝隙，从而提高了电池组的结构强度。

此外，有消息称，六棱柱“电池”的外壳材料可能采用铝合金。

这样既可以保证动力电池的强度，又可以减轻电池组的重量。

这种高强度电池组的意义不仅在于安全性，也可能是比亚迪未来的发展趋势。

但有人说可以用方形电池。

这不是也消除了电池之间的间隙吗？事实上，虽然方壳单体电池稳定性好，组合后强度高，但方壳单体电池体积过大，热交换效率低，热管理困难，且长期存在电池膨胀的问题。

术语的使用很难解决。

。

而且，在电池类型的选择上，小体积的单体电芯适应性更强，通用性更强，而方形电池由于电芯太大，适应性更保守，通用性稍差。

较小。

除了电池强度之外，圆柱单体电芯和六角柱“电池”在其他方面也有着不同的性能。

之前我们讲蜂窝结构的时候提到过，由于是六边形的结构，所以内部的空间比圆形更大。

因此，采用六棱柱的“电池”愿意容纳更多的电解液，以延长极芯的使用寿命。

同时，当多个电池连接成电池模块时，也有效提高了外部空间的利用率。

此外，两种电池在电芯的正负极板上也有完全不同的结构。

从专利图来看，比亚迪的六棱柱“电池”电芯的正负极都设计在这个盖子里。

其中，中心的圆柱体为负极，外圈的三个凸起的长方体为正极。

由于负极端子位于中心，周围三个正极端子间隔开，可以保证每个正极和负极之间的电阻相等，从而保证了电池的温度均匀性，也大大缩短了电池的寿命生活。

电子的传导路径。

这相当于传统的电池芯只有一根极，相当于一座大型办公楼只有一部电梯。

比亚迪六角棱柱“电池”的三极结构相当于办公楼里有三部电梯，人们可以更快地上下楼梯，电子流动更顺畅。

另外，一般来说，电芯在工作时会产生大量的热量，而电芯产生的热量集中在正极区域，所以比亚迪将其放置在同一侧，可以增强电池的散热。

一边。

是的，增加了布局灵活性。

此外，比亚迪的六棱柱“电池”单元在相邻电池之间配备了散热器。

相邻两块电池产生的热量可以通过散热器散发出去，从而增加电池的散热面积，提高电池的效率。

关于模块的热交换效率，目前尚不清楚散热器的具体布局如何，但基本上都是采用技术相对成熟的液冷来冷却电池。

不过，有一点要说的是，由于采用了更紧密的蜂窝结构，比亚迪电池的电芯基本处于背靠背的状态，所以传热会非常迅速。

虽然特斯拉的电池排列会有很多间隙，但间隙之间的空气会起到热阻的作用，从而减轻热传递的发生。

但比亚迪目前主要的电池材料是磷酸铁锂。

这类电池在充放电时产生的热量比三元锂电池低，因此传热速度或多或少有所降低。

特斯拉的电池采用的是无电极方式。

事实上，“化学镀”这个词只是一种“夸张”。

它仍然有电极。

只不过全部集中在一侧，所以更准确的名字应该是全极设计。

要知道，目前常见的电池电芯都是“果冻卷设计”风格，即将正极、负极和隔膜卷在一起，通过正极和负极连接到电池容器的正负极端子上。

耳朵。

这种设计的优点是正负极集流器直接与盖壳连接，从而使电流传导面积加倍，缩短电流传导距离。

同时电池内阻大大降低，发热量减少，电池寿命延长，充放电峰值功率提高。

另外，在电池组内部，所使用的蛇形管与车轴方向平行排列，可以减少蛇形管的长度，从而减少流动阻力，增加冷却的均匀性。

它还在电芯的一侧配备了八个泄压阀，几乎遍布电池组的一侧。

这样做的好处是，一旦发生热失控，泄压阀可以迅速打开，降低电池起火的风险。

最后，我们来说说这两种电池的制造过程。

首先，比亚迪的六角棱柱“电池”和特斯拉的电池均采用圆柱卷绕极芯工艺，与传统叠片工艺相比，具有易于焊接、生产相对简单等优点。

此外，比亚迪的六棱柱“电池”由于其极耳设计，制造相对简单。

至于特斯拉的，由于采用全表耳设计，其制造工艺包括切割堆叠法和揉捏压平法。

切割堆叠的方法是特斯拉采用的解决方案。

主要是斜切成片卷起来。

表面起伏较大，容易导致极耳之间接触不一致，内阻一致性差。

另外，当注入电解液时，由于两端被极耳密封，因此不可能连续注入生产。

扁平化方式是国内企业普遍采用的解决方案。

该方法使用超声波或机械摩擦将突片揉捏成端面。

极耳压扁过程中，容易产生金属碎屑，导致电芯过度自放电，甚至内部短路。

另外，端面被压平后更加致密，电解液很难进入电芯内部。

这些都将成为提高电池产能的难题。

因此，在制造极耳方面，比亚迪的六棱柱“电池”似乎比特斯拉的更容易。

写在最后：总体来说，比亚迪的六角棱柱电池无论是结构强度、能量密度还是制造工艺都比特斯拉的电池要好。

但由于排列较密集，比亚迪的六角形电池散热较差。

效果还是很值得怀疑的。

不过，如果这款电池继续采用磷酸铁锂材料，相信这个问题不会对电池造成太大影响。

但总体而言，与特斯拉已经安装在汽车上的电池相比，比亚迪推出的六角形电池在最终产品落地之前还需要进一步开发，特别是在正极材料方面。

虽然目前磷酸铁锂电池比三元电池便宜10-20%左右，但三元动力电池原材料价格上涨是短期现象。

从物质元素储备来看，未来三元电池原材料价格肯定会回归正常水平。

届时，磷酸铁锂的成本优势可能就会消失。