Trong bài viết trước, chúng tôi đã so sánh mật độ năng lượng của nhiều bộ pin được sử dụng bởi những chiếc xe điện phổ biến. Hầu hết các loại pin đều là NCM 523 hoặc NCM 622 và trung bình có mật độ năng lượng trọng trường từ 140 đến 150 Wh / kg, điều này thật đáng thất vọng khi ít hơn rất nhiều so với những gì chúng ta nhận được ở cấp độ tế bào (230-250 Wh / kg).
Mật độ năng lượng trọng trường kém của pin EV hiện tại có thể được giải thích bởi sự phức tạp không cần thiết và trong bài viết này, chúng ta sẽ thấy một giải pháp dễ dàng để làm cho các bộ pin đơn giản hơn, an toàn hơn, rẻ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Trước tiên, để cung cấp cho bạn một chút bối cảnh, chúng ta sẽ xem chúng ta đang ở đâu.
Hiện tại, các bộ pin giống như búp bê matryoshka, bên trong chúng có các mô-đun và bên trong các mô-đun chúng tôi có thứ quan trọng lưu trữ năng lượng, đó là các ô pin. Điều này có nghĩa là trọng lượng của các tế bào pin chỉ thể hiện một phần của tổng trọng lượng của pin.
Hãy xem một số ví dụ về GCTPR (tỷ lệ trọng lượng giữa tế bào trên gói) để hiểu rõ hơn về trọng lượng không hiệu quả của các bộ pin hiện tại.
Renault ZOE (pin ZE 40 cũ)
Pin này nặng 305 kg, trong đó 185 kg (61%) là từ các tế bào. Phần còn lại 120 kg (39%) trọng lượng là từ vỏ kim loại, hệ thống cáp, BMS (Hệ thống quản lý pin) và TMS (Hệ thống quản lý nhiệt).
Renault ZOE (pin ZE 50 mới)
Pin này nặng 326 kg, trong đó 206 kg (63%) là từ các tế bào. Phần còn lại 120 kg (37%) trọng lượng là từ vỏ kim loại, hệ thống cáp, BMS (Hệ thống quản lý pin) và TMS (Hệ thống quản lý nhiệt).
Nissan LEAF (pin 40 kWh)
Pin này nặng 303 kg, trong đó 175 kg (58%) là từ các tế bào. 128 kg (42%) trọng lượng còn lại là từ vỏ kim loại, hệ thống cáp, BMS (Hệ thống quản lý pin) và TMS (Hệ thống quản lý nhiệt).
Nissan LEAF (pin 62 kWh)
Pin này nặng 410 kg (ước tính) trong đó 263 kg (64%) là từ các tế bào. Phần còn lại 147 kg (36%) trọng lượng là từ vỏ kim loại, hệ thống cáp, BMS (Hệ thống quản lý pin) và TMS (Hệ thống quản lý nhiệt).
BMW i3 (pin 94 Ah)
Pin này nặng 256 kg, trong đó 193 kg (75%) là từ các tế bào. 63 kg (25%) trọng lượng còn lại là từ vỏ kim loại, hệ thống cáp, BMS (Hệ thống quản lý pin) và TMS (Hệ thống quản lý nhiệt).
BMW i3 (pin 120 Ah)
Pin này nặng 278 kg, trong đó 215 kg (77%) là từ các tế bào. 63 kg (23%) trọng lượng còn lại là từ vỏ kim loại, hệ thống cáp, BMS (Hệ thống quản lý pin) và TMS (Hệ thống quản lý nhiệt).
Như tôi đã đề cập nhiều lần trước đây, cho đến nay, pin của BMW i3 là loại pin EV yêu thích của tôi.
Đây là lý do tại sao:
Nội thất pin BMW i3
Bộ pin của BMW i3 có GCTPR (tỷ lệ trọng lượng tế bào trên gói) cao nhất trong các loại pin EV chính thống do tính đơn giản của nó. Ít ô hình lăng trụ lớn, tất cả được kết nối nối tiếp yêu cầu ít dây cáp và vỏ cho mô-đun hơn.
GCTPR 77% là rất tốt đối với một bộ pin thông thường, tuy nhiên nó còn có thể tốt hơn với công nghệ CTP (cell-to-pack).
Với công nghệ CTP thay vì có các tế bào pin bên trong các mô-đun, sau đó các mô-đun bên trong các bộ pin, chúng tôi loại bỏ hoàn toàn các mô-đun. Chúng tôi kết thúc với các tế bào pin hình lăng trụ dài được kết nối nối tiếp được đặt trong một mảng và sau đó lắp vào một bộ pin, làm cho nó trở nên đơn giản nhất có thể.
Nhiều nhà sản xuất pin khác nhau của Trung Quốc như BYD, CATL và SVOLT đã có các phiên bản pin CTP của riêng họ.
BYD
Pin BYD Blade với công nghệ CTP
Sự đơn giản của Pin BYD Blade có thể nhìn thấy trong hình trên. Hãy tưởng tượng việc lắp ráp hoặc thay thế các cell trong bộ pin này sẽ đơn giản như thế nào. BYD cho biết loại pin này có ít nhất 100 ô (tất cả đều được kết nối theo chuỗi).
Hơn nữa, với công nghệ CTP, các gói pin được làm bằng các tế bào LFP / LFMP không có coban đạt được mức mật độ năng lượng khoảng 140-160 Wh / kg, tương đương với những gì chúng ta hiện nhận được với pin EV được làm bằng NCM 523 đắt hơn và kém an toàn hơn và NCM 622 ô.
CTP chỉ là một bước đột phá công nghệ khác giúp đưa tế bào pin LFP trở lại ô tô điện. Tôi nghĩ rằng bây giờ chắc chắn rằng các tế bào pin LFP / LFMP sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc đại chúng hóa ô tô điện.
Điểm nổi bật của pin BYD Blade:
Điều này có nghĩa là trong Pin BYD Blade, các ô pin chiếm 62,4% thể tích và 84,5% trọng lượng. Các gói pin chính thống được làm bằng mô-đun có VCTPR trung bình là 40% và GCTPR là 60%.
BYD tiết lộ tỷ lệ giữa khối lượng và khối lượng của các bộ pin mới
Tuy nhiên, Pin BYD Blade không chỉ giúp tăng mật độ năng lượng của các gói pin. Về độ an toàn, loại pin này khó bị đánh bại. Không chỉ riêng các chất hóa học LFP / LFMP cực kỳ an toàn, hình dạng hình chữ nhật dài của các tế bào cung cấp diện tích làm mát lớn và giảm khả năng sinh nhiệt khi đoản mạch.
Kiểm tra độ xuyên của móng bằng BYD của các tế bào pin khác nhau
Hơn nữa, điều thực sự thú vị là chúng ta sẽ không phải đợi nhiều năm để thấy công nghệ này được triển khai. Chiếc xe điện BYD Han EV sắp ra mắt vào tháng 6 này và sẽ được trang bị Pin BYD Blade.
Han EV, mẫu sedan hàng đầu của BYD dự kiến ra mắt vào tháng 6 này, sẽ được trang bị Pin Blade. Mẫu xe mới sẽ dẫn đầu dòng xe Dynasty Family của thương hiệu, có phạm vi bay 605 km và khả năng tăng tốc từ 0 đến 100km / h chỉ trong 3,9 giây.
BYD Han EV là một chiếc xe điện thực sự thú vị, phạm vi 605 km trong NEDC sẽ dịch chuyển trong khoảng 450 km (280 dặm) trong chu kỳ thử nghiệm WLTP thực tế hơn.
BYD Han EV với công nghệ pin CTP
Mặc dù ô tô điện của BYD chưa phổ biến bên ngoài thị trường nội địa Trung Quốc, nhưng xe buýt điện của BYD đã cực kỳ phổ biến trên toàn thế giới và những loại xe điện này có thể sẽ được sử dụng pin CTP.
Mục tiêu mật độ năng lượng của BYD :140-160 Wh / kg đối với hóa chất LFP / LFMP không có coban
CATL
Công nghệ CATL CTP
Trong khi BYD tập trung hơn vào pin LFP / LFMP không có coban, CATL đang làm việc ở hai mặt và muốn áp dụng công nghệ CTP không chỉ cho pin LFP / LFMP không có coban mà còn cho pin NCM dày đặc năng lượng hơn.
CATL hiện đang sản xuất bộ pin CTP cho nhà sản xuất ô tô Trung Quốc BAIC.
BAIC EU5 EV với công nghệ pin CTP của CATL
Mục tiêu mật độ năng lượng của CATL :145-160 Wh / kg đối với hóa chất LFP / LFMP không có coban và 200 Wh / kg đối với hóa chất NCM
SVOLT
Công nghệ SVOLT CTP
SVOLT tập trung vào việc áp dụng công nghệ CTP cho các loại pin NCMA có mật độ năng lượng cao hơn. Rất tiếc, không có nhiều thông tin về nó.
Mục tiêu mật độ năng lượng của SVOLT :trên 200 Wh / kg đối với hóa chất NCMA
Tổng kết.
Chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi CTP trở thành công nghệ chủ đạo để tạo ra các bộ pin đơn giản hơn, an toàn hơn, rẻ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Hơn nữa, chúng tôi không phải đợi nhiều năm để có được bộ pin không chứa coban với mật độ năng lượng tốt, cực kỳ an toàn và rẻ. BYD Blade Battery thực sự ấn tượng. Warren Buffett có lý do để thực sự hài lòng về việc đặt cược vào BYD những năm trước.
Hơn nữa, chi phí kWh của pin LFP / LFMP không có coban rẻ hơn khoảng 20% so với pin có hàm lượng niken cao như NCM 811. Tuy nhiên, ngay cả khi không có pin LFP / LFMP, Volkswagen đã có giá kWh dưới 100 euro, điều này chứng tỏ rằng các nhà sản xuất ô tô có thể sản xuất ô tô điện với giá cả phải chăng ngay bây giờ nếu họ muốn bán chúng.
Lộ trình chi phí pin của Volkswagen
Dù sao, tôi thực sự muốn biết thêm về việc triển khai công nghệ CTP của SVOLT và CATL. Hiện tại, chúng tôi có thêm thông tin chi tiết về phiên bản CTP riêng của BYD.
Hơn nữa, tôi cũng tự hỏi các nhà sản xuất pin của Hàn Quốc sẽ mất bao lâu để nhận ra tầm quan trọng của pin không coban và bắt đầu sản xuất chúng. Hiện tại, các công ty Trung Quốc như BYD và CATL là những chuyên gia không thể thiếu trong các nhà máy hóa chất này. Tuy nhiên, sẽ thật tuyệt khi thấy LG Chem và Samsung SDI làm việc để cải thiện hóa học LFMP.
Cuối cùng, tôi rất lạc quan và hy vọng rằng trong tương lai gần (một hoặc hai năm) hầu hết các xe ô tô điện sẽ có sẵn gói pin LFMP (tối ưu hóa chi phí) và NCMA (tối ưu hóa cho phạm vi) được sản xuất bằng công nghệ CTP đơn giản.
Mẹo Tùy chỉnh Porsche Thông minh, Đơn giản và Phong cách
Pin triệu triệu:Không chỉ là xe điện
BMW Brilliance Automotive tăng gấp đôi năng lực sản xuất pin cao áp tại Trung Quốc
Các loại và kích cỡ pin ô tô