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磷酸铁锂为何“翻红”? 原因从电池结构优化到提升二手车残值

2020-12-5 08:27| 发布者: milan2m| 查看: 288| 评论: 0

摘要: 磷酸铁锂在今年“翻红”了,包括年初发布、装车汉EV的比亚迪刀片电池,五菱宏光MINI EV成为爆款,乃至特斯拉国产Model 3标准续航版,一跃成为了车友们热议的话题。本文咱们就这个话题,聊聊“新磷酸铁锂时代”的那些事……

出品 | 搜狐汽车·E电园

编辑 | 周航

[搜狐汽车·E电园] 买车会在乎周围人的眼光吗?面对这个灵魂拷问,不少人的答案都是肯定的,笔者就有着类似的经历:4年前买电动车之时,想到了技术快速迭代会让老车型掉队,事实也正是如此,伴随2018年补贴政策加入了对电池能量密度的考量,三元锂电池的广泛应用,让我个人的磷酸铁锂车型被划到了“鄙视链”的底端。

俗话说“三十年河东、三十年河西”,谁曾想磷酸铁锂在今年就“翻红”了,包括年初发布、装车汉EV的比亚迪刀片电池,五菱宏光(参数|图片)MINI(参数|图片) EV成为爆款,乃至特斯拉国产Model 3(参数|图片)标准续航版,一跃成为了车友们热议的话题。

一波磷酸铁锂装机量的强势反弹,当然不只是与笔者一样的老车主获得了新的谈资,这本身就是电动车发展历程的一个缩影。本文咱们就这个话题,聊聊“新磷酸铁锂时代”的那些事。

[·磷酸铁锂凭什么“翻红”?·]

先说“翻红”,2018年国家新能源车补贴加入了电池能量密度这项考核标准之后,市面上的纯电动乘用车为了拿补贴、追求续航里程,大面积的转向了先天能量密度更高的三元锂电池,并不断的向着更高比例镍金属持续推进,NCM622、811三元锂电池甚至成为了买车时,销售人员集中“输出”的产品核心亮点。

就在广大车友认为三元锂将逐步替代磷酸铁锂之时,后者在今年迎来了爆发。从中国电池联盟的统计数据来看:磷酸铁锂电池装机量从今年8月份开始,同比去年完成了连续3个月增长超100%,最近的10月份统计数据达到了127.5%。

那么问题来了,如此强势的表现凭什么?简单概括无外乎两方面,一是“打铁还需自身硬”,二是郭德纲常说的“同行衬托”。

先说“打铁还需自身硬”,如今乘用车的磷酸铁锂与笔者4年前的版本早已不可同日而语了。本质的材料倒是没有任何改变,但从电芯、模组到最终成型的电池包的物理结构,要说翻天覆地一点也不为过。这方面,比亚迪的刀片电池与在售的特斯拉国产Model 3标准续航版均可谓典型。

比亚迪的刀片电池电芯即模组,超长且薄的电芯就是电池包内部的最小物理单元(参数|图片),现阶段汉EV使用的版本刀片电芯长度达到了900mm,设计上限可达1300mm。更多安全相关技术的提升,助力电池包去模组、内部结构完成了非储能部分(连接件等)的“瘦身”,除去了原有小面包外的“独立包装”,在整包中装入了更多“干货”。

相比之下,特斯拉国产Model 3标准续航的磷酸铁锂没刀片那么直观,但实则原理更好理解,就是把长续航版的电池“外包装”照搬过来,里面从三元锂的圆柱电芯换成了磷酸铁锂的方形模组,省时省力、原结构“直出”。

再看“同行的衬托”,此处所谓的同行就是三元锂。能量密度高、低温表现好的三元锂不香吗?当然香啊,但价格贵呀。最常见的三元材料镍钴锰,其中钴金属原材料全球储量有限,集中在刚果金,开采权还没在非洲兄弟手里,被欧美企业所掌控,采购价格并不稳定。

钴金属、氢氧化钴

反观磷酸铁锂,磷和铁都是国内资源含量丰富的原材料,如此差异直接反映在了“钱”上面。以中国电池联盟今年的成本统计来看,三元锂(镍钴锰)的成本在800元/kWh左右,磷酸铁锂则稳定在了650元/kWh上下。

在补贴不断退坡、毛利率持续降低、市场价格战日趋激烈等多方因素的影响下,降低电池成本势在必行,毕竟没有车企愿意做赔本的买卖。这么一看,不求续航里程一直大步提升的车型,自然就把成本更低的磷酸铁锂给衬托的出来了。

[·“翻红”的关键在于弥补先天不足的热管理系统·]

磷酸铁锂的优势除了最明显的成本,电池内部结构“瘦身”式的变化,给液冷循环的热管理系统留出了空间。要知道笔者4年前的磷酸铁锂乃至之后一段时间内的车型,电池容量还满足不了续航的刚需呢,哪有地方布局热管理系统啊,电池温度全靠大自然的力量、一律都是风冷。

纯电动车热管理系统示意图(含电池液冷)

如今情况完全不一样了,有余地装备电池的液冷循环系统,直接解决了磷酸铁锂温控方面的大问题。高温天气,主动的液冷循环比风冷更有保障;低温环境,磷酸铁锂性能不足的先天短板,即便多付出一些电耗用于热管理系统的工作,也要比在不适合的环境下工作效率更高,相当于一个花5块钱省下了10块钱的交换。

关于电池液冷循环的重要性,乘用车上的例子不少,却都没有纯电动的商用车来得明显。我同事前几天去到冬奥会举办地崇礼(张家口市)滑雪,竟然在充电站碰到了从北京“一管电”开过去的纯电动大巴车。要知道目的地崇礼现在白天最高气温在0度上下徘徊,单程200km、海拔最大攀升接近1500m,50多个座位的磷酸铁锂纯电大巴中途没充电,就这么上去了。

图为张家口崇礼纯电大巴“经历”

究其原因就是电池液冷循环系统的加持。2014年最早一批商用、与普通用户接触的电动大巴,8箱磷酸铁锂电池最多也就跑160km,之后改为11箱电池(结构全面改变、非单纯箱数增加),也就是等比例的提升。

如今液冷循环系统来了、配合BMS的软件迭代,我同事与纯电大巴司机的沟通带来了一组数据对比,冬季低温环境的电耗,从原本的1kWh/km左右,长途行驶降到了0.7kWh/km。这个优化比例在纯电大巴上确实太明显了,也从侧面印证了磷酸铁锂“翻红”的关键,即从电池结构到热管理系统的连锁反应。

[·提升二手车残值的链条已具雏形 磷酸铁锂未来一片大好·]

如果说电池结构+热管理系统的优化,是磷酸铁锂眼前的好处,那么电池梯次利用与,以及5G基站储能电池两方面,则可谓前景可观的远山。

先说梯次利用。纯电动车续航、充电等使用中的困难,可以通过各种办法来克服,而唯一解决不了的就是二手车“不值钱”的难题。电池作为乘车最贵的核心部件(占整车成本35%-45%不等),在所难免的衰减给二手车残值带来了巨大的负面影响。

而如南孚电池广告一样,玩具用完的电池遥控器还能继续用的梯次利用,将很大程度上缓解二手车残值低的难题

这方面,为了应对接下来新能源车动力电池退役的高峰,国务院《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》中提出,建设动力电池高效循环利用体系,立足新能源汽车可持续发展。紧接着工信部就发布了《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法(征求意见稿)》。国家促进产业的政策来了,老百姓最终受益也就是可以预期的了。

再看5G新基建。想来不少朋友常看到我国5G基站数量与覆盖的相关消息,简单分享一组数据:5G基站的密度将是同等区域内4G基站数量的4倍,我国现有4G基站339万座左右,即5G要达到4G现有的覆盖范围,需要建1500万座以上。今年我国的5G基站建设木表为60万座,作为国家的7大新基建之一,这将是未来很长一段时间内的建设“爆发点”。

这跟磷酸铁锂有什么关系?5G基站的储能电池将逐步从铅酸电池升级磷酸铁锂电池,这其中包含新的磷酸铁锂,也有上文提到梯次利用产品。

图为华为5G基站储能电池

如此一来这逻辑就连上了:新的磷酸铁锂装在车上,退役之后用于储能,提升其利用价值,最终在二手车残值上有所体现,让车主受益。环环相扣的链条已具雏形,磷酸铁锂的“翻红”也就成了顺理成章的一个现象了。

[·写在最后·]

关于磷酸铁锂的“翻红”,表面上是更多车型实际装车了,实际上乃是从磷酸铁锂结构优化,到液冷循环的热管理系统的纯电动车技术迭代,深层里还要加上梯次利用赶上了5G新基建的风口。如文中所言,一步步的递进促进新能源产业发展、福泽广大电动车消费者的大方向已然相当明确了,所谓的“新磷酸铁锂时代”,不外如是。

聊了半天磷酸铁锂的一片大好,那么份额依旧领先前者的三元锂呢?在此埋下伏笔,咱们稍后接着聊,另外更多关于新能源车“追本溯源”的相关内容,敬请持续关注搜狐汽车·E电园。


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