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宝马/三星/特斯拉/松下对比 电池哪家好?

导读: 电动车领域决胜的关键在于:哪家公司的电池技术处于领先地位。暂时撇开通用汽车和LG Chem在电池方面的合作不谈,近来CleanTechnica网站的评论提出了一个值得探讨的问题,宝马+三星电池VS特斯拉+松下电池哪家更强?

  电动车领域决胜的关键在于:哪家公司的电池技术处于领先地位。暂时撇开通用汽车和LG Chem在电池方面的合作不谈,近来CleanTechnica网站的评论提出了一个值得探讨的问题,宝马+三星电池VS特斯拉+松下电池哪家更强?

  每千瓦时的花费(Price/kWh)是关键问题

  电动车成本竞争力是最重要的因素。如果汽车制造商掌握了低成本电池的技术,便能生产出比燃油汽车有竞争力的汽车,在产品价格和产品参数/型号方面有很好的平衡,并且能够提供一般消费者能接受的续航里程范围。(如果消费者能够意识到电动车更深层的好处,燃油车很难与之抗衡。可惜消费者一般都意识不到这些优点,因此,这是个争论未决的问题。)

  多年来,特斯拉一直致力降低该公司电池的每千瓦时成本(虽然几年前据预估,该项数据与日产汽车相近)。据特斯拉最近声明称,该公司电池组的成本已经低至每千瓦时190美元——该数据与即将上市的使用GM/LG Chem电池组的Chevy Bolt汽车相仿(据通用公司称,LG Chem电池每千瓦时成本为145美元,而维持电池组需要额外30%的花费,因此总成本为每千瓦时189美元)。

  因为特斯拉和LG Chem已经公布了会生产售价低于40,000美元的长续航里程电动汽车,所以我们有理由相信这两家公司已经就低成本电池签订相关合同,以确保能够生产出自己宣称的电动汽车。宝马和日产可能也掌握了相关技术,但是他们不愿意公开,怕压低自己的产品售价。

  目前,消费者能够以66000美元的价格购买到续航里程数大于200公里的特斯拉大型纯电动豪华汽车(未计额外的奖励)。续航里程数只有100公里的宝马微型汽车i3售价为51,400美元。当然,还有其他一些因素对售价也有影响,比如宝马i3使用了昂贵的碳素纤维材料,特斯拉的Model S使用了超级充电器。但是,我们就此可以得出结论,宝马的电池比特斯拉的电池昂贵。

  每千瓦时成本并不意味着一切

  虽然推测出了每千瓦时的成本,我们必须明确这只是初始容量,并不意味着一切。

  电池专家,多功能能源供应商(Versatile Energy Provider)公司创始人及CEO丹尼斯-拉克切耶夫(Denis Rakcheev)介绍称,功率密度(power density,单位为kWh/kg)也是应当考虑的重要参数之一。特斯拉的组件相对便宜(虽然可以找到更便宜的锂电池,但是功率及热性能不是很好)。总体来看,特斯拉的电池是最高效的电池之一。

  汽车重量越重,所需要的驱动力越大。不同汽车制造商采用不用的方法处理这个问题。特斯拉采用了一种高明的方式:主体为铝,加上高比能量电池(能量密度高达140Wh/kg,与日产Leaf汽车相近)。

  宝马i3汽车车身是所有汽车中最轻的,是由碳素纤维材料制造而成的,但是采用了低密度电池(95Wh/kg)。起亚Soul汽车采用了老式钢铁框架以及高密度锂聚合物电池(200Wh/kg)。因而,对于消费者来说,最理想的汽车应该就是把各家公司的优点都集于一身。

  此外,值得注意的是,小型初创公司VEP-Tech使用了三星SDI的电池,能量密度为112Wh/kg,每千瓦时成本为210欧元)

  除了功率密度以及原始容量每千瓦时成本,如果电池只能循环使用(完全放电并充电)10次就失去了20%电池容量,那这些电池就是失败产品,使用它们的汽车必将很快出现在废车场。

  长期规划,是个技术活

  值得关注的是特斯拉+松下电池,这款电池目前表现良好。而且特斯拉还为该电池提供了一项8年内不限里程数保修服务。然而,这并不意味着特斯拉拥有市面上电动汽车最好的电池。

  最近评论家Jenny Sommer提到一篇2013年对BMZ公司首席执行官鲍尔(Sven Bauer)的采访,该公司当时是欧洲最大的电池生产商(现在仍有可能是最大的)。鲍尔当时表示,特斯拉公司汽车使用的18650型传统锂电池寿命并不长。鲍尔补充道,宝马i3使用的电池元件是最先进的,能够使用20年。

  不知道鲍尔对特斯拉电池了解多少,竟然暗示特斯拉使用的电池跟笔记本电脑一样,而我们明显可以看出特斯拉电池跟笔记本使用的不一样。

  关键问题是特斯拉汽车的电池是否只能支撑八年?能否撑到20年?宝马的电池是否真的能够使用20年而不会损失大量续航里程?这里暂且不讨论宝马i3使用了多少块电池,仅讨论电池质量。

  没人知道这些问题的确切答案,然而鲍尔对自己的观点深信不疑。当被问起宝马i3电池20年使用寿命,鲍尔称消息可靠,只需要一个月便能证明。确切的说,电池寿命具体时间为20年零9个月。而在此时间之后,电池充电后依然能够达到原始容量的80%。

  在否认了鲍尔的观点之后,Denis Rakcheev补充称,鲍尔未提及一个重要的问题,关于电极的设计。高能量密度值是由锂离子能够吸附的表面积定义的。该比表面积是可操控的,例如通过纳米结构增加电极表面孔隙率从而增加更多电极材料层级。

  增加电极表面是个昂贵的过程,要求谨慎测试以确保元件的耐热性以及动力特性。于是,人们在能量密度以及功率密度中间使用黄金材料。宝马通过使用低能量密度电池达到了目的。这是个强强对决,在电池元件的主要细节都被对比过之后,到底谁的弱点更大?

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