率先「棄用」鉛酸電池,比亞迪這次又領(lǐng)先了?
從卡爾·本茨發(fā)明汽車至今,汽車工業(yè)從未像今天一樣成為諸多技術(shù)變革的交匯中樞。 隨著汽車「電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化」新四化的浪潮開啟,ICT、互聯(lián)網(wǎng)、能源、交通出行等諸多革命科技賦能汽車,汽車正成為集「移動(dòng)智能終端」、「儲(chǔ)能單元」和「數(shù)字空間」為核心的前沿科技,「電動(dòng)/電氣化」正是這場(chǎng)汽車百年之大變革中的關(guān)鍵一環(huán)。 而汽車電氣化的開端,最早可以追溯至百年前。1905年,汽車制造商開始在汽車上使用鉛酸蓄電池,為車燈提供電力。而隨后的十年,鉛酸蓄電池的使用場(chǎng)景也僅僅局限在汽車照明上。 命運(yùn)的齒輪在1910年轉(zhuǎn)動(dòng),凱迪拉克老板亨利·利蘭的一位好朋友在使用搖桿發(fā)動(dòng)汽車時(shí),被回彈的搖桿擊中,不幸身亡。這讓亨利決心改變汽車的啟動(dòng)方式,來提高安全性和便捷性。于是亨利找到了發(fā)明家查爾斯·凱特林,終于在1912年發(fā)明了汽車電子啟動(dòng)器。 隨后他們又花了兩年時(shí)間來改良鉛酸蓄電池,將其制造成本打下來,才有了1914年「無(wú)曲柄汽車」——?jiǎng)P迪拉克Model 30的問世和量產(chǎn)。至此,電子點(diǎn)火成為了汽車的標(biāo)配。而鉛酸蓄電池,從1914年開始成為車輛的標(biāo)準(zhǔn)部件之一。 隨后的百年,發(fā)電機(jī)、電力驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)/轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)、音響......越來越多的電子電氣設(shè)備「上車」,為汽車的安全性、舒適性、豪華感和現(xiàn)代化不斷賦能。汽車的各項(xiàng)功能和系統(tǒng)在百年間發(fā)生了天翻地覆的迭代,但唯獨(dú)鉛酸蓄電池,無(wú)論從材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、電壓大小,都沒有發(fā)生太大的改變,堪稱汽車史上的「活化石」。 目前來說,在全球市場(chǎng)范圍內(nèi),鉛酸蓄電池由于其技術(shù)成熟、安全性高、循環(huán)再生利用率高、適用溫帶寬、電壓穩(wěn)定、組合一致性好及價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),在電池市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。但鉛酸蓄電池,也有著「瑜不掩瑕」的致命弊端。
天下車主,苦「鉛酸蓄電池」久已
首先就是壽命問題。盡管許多車企及電池供應(yīng)鏈/制造商都對(duì)外宣稱:經(jīng)百年發(fā)展,鉛酸蓄電池的壽命可長(zhǎng)達(dá)6年。實(shí)際上,鉛酸蓄電池除了在頭三年「身強(qiáng)力壯」之外,通常邁入第四年就無(wú)可避免陷入「中年危機(jī)」,出現(xiàn)「腰痛、腿軟、“今晚有點(diǎn)累”....」的窘困局面。畢竟每顆鉛酸蓄電池都無(wú)法逃脫300次循環(huán)的命數(shù),不可逆硫化導(dǎo)致電池在衰減到規(guī)定值內(nèi),即可以判定命不久矣。而步入衰減的鉛酸蓄電池壞起來時(shí)可能毫無(wú)征兆,一旦電壓低于11V,車輛就將面臨無(wú)法啟動(dòng)。對(duì)于車主而言,沒有什么比急需用車時(shí)因電池虧電、車輛無(wú)法啟動(dòng)更鬧心。 其次就是經(jīng)濟(jì)性的問題。無(wú)論是壽終正寢還是「一病不起」,鉛酸蓄電池更換周期一般也是3-4年。普通的鉛酸蓄電池價(jià)格在400-600元不等,而要肩負(fù)啟停功能的鉛酸蓄電池,價(jià)格往往再翻一番。即便有些車主認(rèn)為,一塊400塊的鉛酸蓄電池用夠4年,每年只不過是百元花銷,攤下來的日常成本更是可以忽略不計(jì)。但鉛酸蓄電池不僅體積大還笨重——一般鉛酸蓄電池個(gè)體大,占用車內(nèi)空間大,限制了車內(nèi)空間布置。還有,一般鉛酸蓄電池重量在10公斤以上,不利于輕量化,增加了整車能耗。在能耗方面,每天多花1塊錢,4年多虧上千元。 最核心、最關(guān)鍵的,還是鉛的污染問題。 鉛是一種青灰色重金屬。在加熱到400-500℃時(shí)會(huì)有鉛蒸汽逸出形成鉛煙,在用鉛錠制造鉛粉和極板的過程中都會(huì)有鉛塵散發(fā),污染空氣,當(dāng)空氣中鉛煙塵達(dá)到一定濃度對(duì)人體是有害,一旦進(jìn)入人體后,可能對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)造成危害,甚至引起嚴(yán)重的鉛中毒。 在電池的生產(chǎn)過程中,廢煙、廢塵、廢水等污染形式貫穿于生產(chǎn)流程始終,特別是鉛粉制造-板柵鑄造-極板制造-極板化成環(huán)節(jié),受制于現(xiàn)有工藝,必然產(chǎn)生大量酸性含鉛污水、鉛塵、鉛渣、鉛煙、酸霧,極板化成還是耗電量最大的工序,而分片與刷片廢品率高,工序重復(fù)率高,造成的污染大。 而自上世紀(jì)90年代以來,國(guó)內(nèi)鉛酸電池產(chǎn)業(yè)引起的鉛污染事件不計(jì)其數(shù),其中相當(dāng)一部分涉及到鉛酸電池的生產(chǎn)與回收行業(yè)。 工信部早在2011年,就已經(jīng)將車用鉛酸電瓶,納入到需要淘汰的落后產(chǎn)能目錄之中。如何有效解決鉛污染問題是我國(guó)當(dāng)前面臨的重要任務(wù)。
持久耐用不趴窩,比亞迪不計(jì)成本只為提高用戶體驗(yàn)
早在2014年,比亞迪就已啟動(dòng)「整車無(wú)鉛化運(yùn)動(dòng)」,并于2015年嘗試在比亞迪e5、秦DM、唐DM等車型上,采用了啟動(dòng)型磷酸鐵鋰啟動(dòng)電池來替代鉛酸蓄電池。
對(duì)比鉛酸蓄電池,磷酸鐵鋰啟動(dòng)電池有著諸多「降維打擊」的長(zhǎng)板—— 與車同壽:首先在使用壽命上,3000次、超越鉛酸蓄電池10倍的充放循環(huán)次數(shù),直接干到終身無(wú)需更換、與車同壽。(假設(shè)使用鉛酸蓄電池的家用汽車擁有15年的完整壽命,每3年更換一次蓄電池,每次更換材料+工時(shí)成本為600元,15年內(nèi)換蓄電池的費(fèi)用也將多出3000元)
輕量化MAX:磷酸鐵鋰啟動(dòng)電池?fù)碛懈叩哪芰棵芏龋瑥闹亓縼砜?,?2kg降低到了2kg,具有輕量化和小型化的優(yōu)點(diǎn),利于整車靈活布置以及進(jìn)一步降低整車能耗。
告別虧電/趴窩:比亞迪為啟動(dòng)電池配置了BMS電池管理系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池指標(biāo)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。當(dāng)啟動(dòng)電池電量低時(shí),動(dòng)力電池可以為其智能充電,實(shí)現(xiàn)車輛長(zhǎng)時(shí)間靜置也不虧電,用戶隨時(shí)都能啟動(dòng)車輛,從此和告別趴窩。
經(jīng)歷6年的研發(fā)、改良、試驗(yàn),大量奔跑在路上的比亞迪們向我們證明了磷酸鐵鋰啟動(dòng)電池的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和完美替代性。自2021起,比亞迪公司全面開啟替代工程,先期在其DM-i混動(dòng)全系車型上,推進(jìn)12V電瓶的「鋰電換鉛酸」計(jì)劃。
從效果上來看,比亞迪「鋰電換鉛酸計(jì)劃」可謂意義重大,推動(dòng)汽車行業(yè)進(jìn)步、共同助力可持續(xù)發(fā)展,加速整個(gè)行業(yè)進(jìn)行「12V鋰電化」。我理解之前傳統(tǒng)車企之所以「不敢做」,還是因?yàn)槌杀締栴}。 在成本上,磷酸鐵鋰啟動(dòng)電池要比鉛酸蓄電池貴很多,然而,比亞迪還是不計(jì)成本,使用價(jià)格更高的磷酸鐵鋰啟動(dòng)電池,只為徹底解決用戶使用鉛酸蓄電池的痛點(diǎn),讓啟動(dòng)電池從此告別「掉鏈子」。 此舉更重要的意義,在于世界層面的「可持續(xù)發(fā)展」。改革開放、加入WTO帶來中國(guó)經(jīng)濟(jì)/基建/社會(huì)/GDP的高速增長(zhǎng),過去的那30年里,中國(guó)以及中國(guó)人民,也在環(huán)保方面付出了相當(dāng)高昂的成本。正如習(xí)總書記所說的:綠水青山就是金山銀山。目前,已有200多萬(wàn)輛新能源汽車搭載磷酸鐵鋰啟動(dòng)電池,實(shí)現(xiàn)鉛削減達(dá)2萬(wàn)余噸,避免造成14萬(wàn)余畝土壤重金屬污染,綠色環(huán)保,對(duì)環(huán)境友好,守護(hù)下一代的健康。
這才是比亞迪的「科技·綠色·明天」。以科技創(chuàng)新成就綠色夢(mèng)想,為人類可持續(xù)發(fā)展的美好未來而不懈探索。