比亞迪VS特斯拉電池電控技術(shù)

　　位于芳草地購物中心的特斯拉北京體驗店試營(yíng)業(yè)之后，來(lái)參觀(guān)的人不少，詢(xún)問(wèn)細節的人不多。特斯拉所傳達的還是一種硅谷精神。

　　而十二月份，曾在機場(chǎng)四百米長(cháng)道上與各品牌跑車(chē)飆速的比亞迪“秦”，也將正式落地市場(chǎng)。這是比亞迪“雙擎雙模”系列的處女秀。

　　新能源汽車(chē)似乎在以一種極力證明自己的方式，從市場(chǎng)角落慢慢貼近過(guò)來(lái)。而電動(dòng)車(chē)企業(yè)，在磕磕絆絆中逐漸成為這支隊伍里的主流。

　　對于電的執著(zhù)，從那串飛上天的鑰匙，到對于如何提高續航里程，百年來(lái)從未停歇。而電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品，也在起落之后，來(lái)到了一個(gè)全新起點(diǎn)。電力系統作為其“核”武器，究竟蘊藏了多少力量，今后又將如何爆發(fā)，都是難以斷言的未知。而在未知的原點(diǎn)，卻是能夠量化的已知。

　　電動(dòng)車(chē)的未來(lái)，代表著(zhù)寂靜、忍耐。但浪尖上的中西方代表：比亞迪與特斯拉，卻有話(huà)要說(shuō)。

　　磷酸鐵鋰與鎳鈷鋁電池之局

　　在電機、控制技術(shù)有據可循、日趨成熟之時(shí)，電動(dòng)車(chē)最難破解的困局以及最大的比拼都來(lái)自于電池技術(shù)。

　　特斯拉在早期Roadster電動(dòng)跑車(chē)上，采用了體積甚小的18650鈷酸鋰電池，這種電池通常被用在手機、筆記本電腦等小型電器上。它最大的特點(diǎn)是擁有非常高的能量密度，幾乎達到170瓦時(shí)/千克。但是其熱穩定性同時(shí)飽受詬病，在180度左右就會(huì )出現分解現象并產(chǎn)生氧氣。

　　特斯拉電池單體及電池包、車(chē)輛結構

　　后來(lái)，特斯拉為了折中能量密度、功率密度以及安全性，在ModelS車(chē)型上使用了改性三元電池鎳鈷鋁電池，使其電池總數達到了8000多節，比Roadster多出1000多節，但是成本卻下降了三成。盡管如此，十分有限的循環(huán)次數依然成為桎梏此類(lèi)電池在電動(dòng)車(chē)上應用的難題，以每?jì)商煲淮蔚某潆婎l率計算，大概在三到四年之后，電池就將壽終正寢。

　　特斯拉對此的解決方法是，提供“無(wú)過(guò)失”電池保修政策，即只要不是人為損壞、碰撞事故造成的電池損毀，都可以得到八年免費質(zhì)保。且當電池壽命到期后，特斯拉將承擔電池的回收與換新。這樣的政策會(huì )隨著(zhù)入門(mén)級車(chē)型的推出、銷(xiāo)量的增加為特斯拉帶來(lái)非常大的壓力。這或許也是其準備籌建世界上最大的電池廠(chǎng)的原因之一。

　　相比之下，比亞迪所采用的磷酸鋰鐵電池是目前應用更為廣泛的電池。它的優(yōu)勢在于熱穩定性很高，在600度時(shí)結構依然比較穩定，同時(shí)因為三價(jià)鐵離子并不活潑，很難再發(fā)生化學(xué)變化，這令其壽命相對較長(cháng)，理論上能夠大于整車(chē)壽命，長(cháng)期使用的成本較低。同時(shí)，磷酸鋰鐵電池的功率密度比較好，可以大倍率放電，有良好的加速性能。

　　比亞迪電池單體及電池包

　　但是，相對于三元鋰電池，磷酸鋰鐵電池的能量密度并沒(méi)有優(yōu)勢，大約在100~110瓦時(shí)/千克，這導致在重量相同的條件下，其續航里程較短，想要取得更高的續航里程，就難免需要增加電池重量，提高成本。

　　綜合性能來(lái)看，并非所有企業(yè)都有特斯拉的軟件能力、電池管理能力，所以磷酸鋰鐵電池還是被更多看好、更為務(wù)實(shí)的電池種類(lèi)。這或許也是通用準備采用磷酸鋰鐵電池的原因之一。

　　因為電池所具備的特點(diǎn)，特斯拉在其電池排布、熱管理系統、電池管理系統上進(jìn)行了非常深入的設計，以保證每個(gè)電池單元都在監管之下，其狀態(tài)數據能夠被隨時(shí)反饋、處理。對于單個(gè)體積很小的電池單元，特斯拉將其獨立封閉在鋼制隔間里，同時(shí)液冷系統可以具體到為每一個(gè)電池單元進(jìn)行冷卻，降低彼此的溫差，也相對降低了電池自燃的風(fēng)險。

　　而特斯拉曝出事故，原因大體來(lái)自于電池包穿刺之后造成的動(dòng)力線(xiàn)局部短路。目前特斯拉還不能解決電池包被沖擊力極端破壞下產(chǎn)生燃燒爆炸的情況，只是高強度的保護為車(chē)主逃生爭取到了更多時(shí)間。

　　事實(shí)上，這幾乎是電動(dòng)車(chē)潛在的共通隱患，對于電池管理系統的功用提出了非常高的要求。除了日常對于電池溫度、工作狀態(tài)的監管，還需要在溫度迅速改變、或發(fā)生極端碰撞時(shí)立刻切斷高壓線(xiàn)路。而熱管理系統、電池管理系統的升級也會(huì )縮短電池充電時(shí)間，帶來(lái)更高的充電效率。

　　除此之外，低溫環(huán)境下如何保障電池充電及使用效率，是從事電動(dòng)車(chē)研發(fā)、生產(chǎn)的企業(yè)需要解決的問(wèn)題。

　　另外需要一提的是，特斯拉一直推廣的是純電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品，而其走高端路線(xiàn)、由高到低的產(chǎn)品思路，也從側面反映了市場(chǎng)對于電動(dòng)車(chē)的包容性還遠遠不夠。

　　比亞迪未來(lái)打算推廣的“雙擎雙模”汽車(chē)，實(shí)際上也是為了在電動(dòng)市場(chǎng)真正打開(kāi)之前，能夠推廣插電式混動(dòng)汽車(chē)作為過(guò)渡產(chǎn)品。相對于傳統汽油車(chē)，混動(dòng)汽車(chē)更加省油，并且減小了電池用量，考慮到新能源車(chē)的政策補貼，購車(chē)成本也得到了下探，這是符合比亞迪平民化路線(xiàn)的產(chǎn)品思路。

　　同步與異步，電機之選

　　電流在離開(kāi)電池、到達電機的過(guò)程里，需要通過(guò)逆變器，將直流電“改造”成符合電機驅動(dòng)的交流電，而后輸入電機，由驅動(dòng)電路帶動(dòng)電機旋轉輸出扭矩。在電機選取的思路上，特斯拉保守起見(jiàn)，采用了目前技術(shù)更成熟、應用領(lǐng)域廣泛的異步電動(dòng)機，而定位平民化的比亞迪卻帶著(zhù)一點(diǎn)難以理解的固執，選擇了相對比較“難啃”的永磁同步電動(dòng)機。

　　兩者在工作原理上并不存在本質(zhì)區別，都是依靠定子與轉子間的電磁感應產(chǎn)生并輸出轉矩。異步電機通過(guò)定子繞組建立轉子磁場(chǎng)，而永磁同步電機顧名思義，在轉子部分采用了永磁材料。選擇合適的電機，也將對電池電量下降產(chǎn)生一定的彌補作用，這會(huì )節約一部分電池成本。

　　異步電動(dòng)機的儲備技術(shù)相對成熟，運行可靠、持久，無(wú)論是工廠(chǎng)大功率電機還是家里的冰箱、洗衣機，幾乎都能見(jiàn)其蹤影。這對于造價(jià)高昂的電動(dòng)車(chē)而言，是非常理智、樸實(shí)的選擇。但與此同時(shí)，相較于其他電器用品，電動(dòng)車(chē)對于電力驅動(dòng)部分更為細致的追求也突出了異步電機的不足，除了需要消耗更大電量，其轉子也容易發(fā)熱，提速性能較為普通。

　　為了改善異步電動(dòng)機帶來(lái)的劣勢，特斯拉首先在電調部分做起了文章，采用IGBT來(lái)滿(mǎn)足高效變電控制，并重組了電動(dòng)機與變速箱之間的電氣連接，以此提高電動(dòng)機在低轉速下的輸出扭矩。

　　比亞迪所采用的永磁同步電機，在效率以及功率密度方面得到了不小提升，提速性能比異步電動(dòng)機更快，且結構簡(jiǎn)單，維護起來(lái)相對容易。但其在技術(shù)儲備、應用領(lǐng)域尚未至成熟，況且永磁體所包含的稀土材料造價(jià)較高一直是永磁同步電動(dòng)機的頑疾。比亞迪做出這樣的選擇，一方面節省了驅動(dòng)裝置對于動(dòng)力需求所要做出的調整，另一方面卻也給成本控制帶來(lái)了難度。而如何將磁體以更低的稀土材料發(fā)揮原有效能，或許還需要比亞迪繼續思考。

　　集成與重塑，誰(shuí)更接近未來(lái)

　　隨著(zhù)ModelS車(chē)型的到來(lái)，特斯拉一再顛覆自己的充電時(shí)間，大肆擴張超級充電樁的數量和覆蓋面積，以及領(lǐng)先的造車(chē)理念、銷(xiāo)售模式，使其一時(shí)間成為了汽車(chē)界的“蘋(píng)果”公司。但在不少傳統汽車(chē)企業(yè)看來(lái)，特斯拉的橫空出世還不足以對汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)生顛覆性的沖擊。而對于新能源汽車(chē)存在方式的理解，也仍有不少分歧。

　　在自主品牌中，“分分鐘造出特斯拉”成為了流行語(yǔ)。同為新能源汽車(chē)企業(yè)的比亞迪率先放出了豪言壯語(yǔ)，而最近，吉利的老大李書(shū)福也表達了相似的意思。歸其原本，或許是因為特斯拉在展現先進(jìn)的造車(chē)理念的背后，體現的是其強大的技術(shù)集成、整合能力。從其電池、電機的選擇來(lái)看，特斯拉有意在將現有的、較為成熟的技術(shù)精密化，減少基礎產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng )新成本，將零部件之間的集成潛力發(fā)揮到最大。

　　對于同時(shí)進(jìn)行基礎技術(shù)研發(fā)、匹配的汽車(chē)企業(yè)來(lái)講，特斯拉還很難被看作一個(gè)強大的汽車(chē)企業(yè)，從高端車(chē)型入手、暫時(shí)缺少平民化的車(chē)型也令其在新能源領(lǐng)域的“革命”之說(shuō)少了幾分說(shuō)服力，但這卻與特斯拉的發(fā)展歷史相輔相成。

　　事實(shí)上，作為同樣造車(chē)十年的比亞迪，也還沒(méi)有樹(shù)立起在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢，甚至需要經(jīng)常應對來(lái)自四面八方的質(zhì)疑和比較。但值得注意的是，比亞迪與特斯拉采取的產(chǎn)品思路并不相同。依托于產(chǎn)業(yè)鏈的垂直整合，比亞迪包攬了大部分零部件的自主生產(chǎn)，此外，雙擎雙模的核心技術(shù)及控制單元也來(lái)自于自主研發(fā)。相比于特斯拉在整合能力上的創(chuàng )新和極致追求，比亞迪選擇了從新興技術(shù)角度尋找突破口，這更加靠近創(chuàng )新的基礎，但同時(shí)也對企業(yè)技術(shù)實(shí)力的儲備提出了很大挑戰。