消费者关注电动车电池，都关注些什么？

这点我清楚，作为汽车研发人，时常在朋友圈分享些知乎小作文。朋友们考虑电车犹豫不决时，一口一个“刘老师”就来了。
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在烟台上下班代步，特斯拉Model 3是选磷酸铁锂版？还是三元锂呢？
XXX车用的是宁德时代电池吧？宁德时代大厂品质应该有保障。
" _& R5 E$ G6 t/ o4 A5 O) G比亚迪刀片针刺都不会起火燃烧，不用担心安全性吧？。

总之，朋友们关注电动车，一定会关心电池。也能理解毕竟电池是最重要的零部件之一；作为研发人来说，电池是成本最高的，在整车物料BOM成本中占比能达到40%左右。
: O! n! j" l' B6 u) _' F其实表面上看，我的朋友们在关心电池的类型，生产厂家等信息，实际他们心里的小九九是“电池安全不安全”和“电池性能如何”，前者关乎人身安全，后者影响使用体验。
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6 b- |6 ~6 w% @一. 电芯的本质就是爱玩火，无论三元锂还是磷酸铁锂
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% R6 D" q% g7 }  q7 N6 [' x! j首先来聊聊电池类型，从大类上来说，锂电池分为三元锂和磷酸铁锂两类，虽然两种电池有区别，但我觉着考虑电动车真的无需特别关注电池类型。从自身的出行需求来选择更为合理，一般车型长续航和超长续航车型配三元锂，标准续航装的是磷酸铁锂。
3 x4 m2 Y9 Y" M% p* A+ B: Y从原理上来看，三元锂的层状结构让锂离子穿梭起来更容易，因此更容易做高能量和高密度；而在橄榄石结构的磷酸铁锂中，锂离子每次穿梭都要经历障碍，这种结构换来的好处是结构更加稳固，安全性更佳。


但无论哪种电芯，本质上锂电芯就是一个爱玩火的少年，在封闭的空间中有氧化剂和还原剂，相遇就引起高温且化学反应过程中，自身即可释放氧分子；外加高温下电解液会跟着迅速燃烧，发生连锁反应。所以锂电芯天性容易燃烧。
' i, P6 m) Z% F; }4 n+ R3 R& @3 q, V; K二. 国内整车厂电池三巨头：刀片，弹夹和大禹

为了保障电池安全性，国内车企们使出了浑身解数，前有比亚迪刀片电池，中间有广汽埃安弹夹电池，还有后来者长城大禹电池等相继发布。
刀片电池采用了CTP结构取消了模组设计，直接把又长又薄的电芯排布在电池包里，看起来就像刀片一样。这样设计减少了电池包内零部件数量，有利于提高电池能量密度，毕竟磷酸铁锂本身能量密度就低，只能在电池包结构上找补点。

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我估计很多关注电动车肯定看过“刀片电芯针刺不起火”，对刀片电池安全性极为信任。其实我对此持保留态度，因为我们关注的安全性是电池包安全而不是电芯级别。因为刀片整包在CTP结构下，散热结构是有劣势的，电芯间狭小的散热空间，可能会抵消电芯本身的优势。
/ |! F, l0 L3 P% `* d/ l广汽埃安弹夹电池基础是三元锂811体系，优化了电解液和电极添加剂，并且在电芯间增加了类似气凝胶隔热设计。长城大禹同样是三元锂811体系下的产物，从现在宣传的资料来看，增加了特殊的排烟和安全阀，来提升整包级别电池的安全性。
三. 合资典型代表：通用奥特能电池
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* \% f* p" [  [- j# t再看看外资企业对电池安全的考虑，我认为最具典型代表的就是通用奥特能电池。目前奥特能工厂投产电池也是三元锂811体系，是通用和宁德时代联合开发，从电芯配方到模组结构设计通用都深度参与，且wBMS无线电池管理则完全属于通用技术专利，电池包内部软件算法也全部由通用负责；电芯和模组是委托宁德时代生产组装的。
1. 深入电芯层面的联合开发
奥特能平台电池通过优化电芯的配方，来狙击这个喜欢玩火的天性。采用原位涂层包覆搭建核壳结构，且定向掺杂稀土元素铆钉游离的氧，就能比基础配方的811电芯热稳定性提升10%。
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2. 电芯到模组安全结构设计约等于弹夹电池plus大禹电池
采用了类似弹夹电池的设计，电芯间填充了航空级气凝胶进行隔绝热传递。而排烟和安全阀的设计以及底部冷却板的布置又和大禹电池类似。奥特能平台电池从电芯到模组的设计，几乎组合了弹夹和大禹电池的优点。
& f2 d! b. s& w6 r. U$ o/ [! j展开来说，电池出现热失控就因为两个字：热和气。如果出现内部短路，或外部加热，亦或大电流放电起热，会导致迅速升温；电池内部气压就开始飙升，就会出现极高的温度+可燃的电解液化学反应，燃烧起火就会一触即发。所以防止电池热失控，本质上是隔绝电芯间热量传播+排出高温气体降温。
1 q9 u) x5 w1 i/ I) j. y奥特能平台电芯间使用了加厚设计的纳米级航天材料气凝胶，能有效降低电芯间热量传递。通过特殊材料隔绝热量传递，防止热失控蔓延至整个电池包，隔绝热量以后就是排出高温气体，防止爆炸出现。
奥特能平台电池有个快速排气的通道设计，一旦某个电芯热失控，可快速排出高温气体。同时在电池包后部有安全防爆阀，能和快速排气通道相结合，迅速排出高温气体以降低电池包内部温度。
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除此之外，一般电池会在壳体上下涂上防火隔热涂层，但奥特能平台电池为了进一步提升对热失控单体的控制，或极端碰撞条件下保障安全逃逸时间，又增加了上下层防火毯结构，来阻止热量扩散。
3. 超高强度电池包结构是一种回潮
: l1 Y- E! j# h, }0 U- A% Z现在提到电池包结构，估计都听说过一个词CTP(cell to pack)，也就是取消模组设计，直接让电芯排布成电池包，主要目的是为了提升整包能量密度。其中一个趋势是在电池包结构减重方面想尽办法，比如尽可能减少整包内部的钢梁，或用铝合金材料代替结构钢，以配合CTP的大趋势。但在奥特能平台电池上，我们看到了对整包结构强度的回潮。
但奥特能平台电池让我看到了，通用在电池包结构安全设计方面毫不妥协。电池包内横梁和上盖都使用了1500MPA的热成型钢板，这是什么概念呢。我们都知道A柱，B柱和门槛是车身上强度最高的件，其实也就1500MPA。

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0 D$ @; L" Z& u6 S$ z/ S7 [还有应用了61%的高强度钢，且在核心位置应用了约37.5%的超高强度钢。带来的问题是电池包确实很重，可是最直观的效果是整包抗挤压性能是国标的3倍，基本是天花板级别的存在。我认为这是目前结构强度最高的电池包构架，至少我见过的是如此。
四. 搭载奥特能电池的首款电车LYRIQ

再好的电池也是要配合装车的，奥特能平台电池带着从电芯到整包的“全套安全装备”，搭载的首款车型凯迪拉克LYRIQ也已经预售了（电池能量95.7kW.h，10分钟充电可满足96km续航里程，650+KM的续航等）。后期上市后将与奥迪e-trom，宝马iX等纯电豪华SUV竞争，也会面临像蔚来ES8，理想ONE，小鹏G9等造车新势力产品正面PK。凯迪拉克在复兴燃油时代没有走完的路，LYRIQ将是其电动化的转折点，我有点开始期待试驾了。


+ {4 J6 e1 a; s9 G5 e% D, b7 q3 \6 m1 z作为汽车研发项目经理，奥特能平台从电芯层面就和宁德时代联合开发，再到奥特能工厂生产超高强度的电池包总成，随后在泛亚汽车研发中心进行远超国标试验和验证，最后在上海的凯迪拉克工厂生产首款搭载奥特能平台电池的车型LYRIQ，通用对电动车的全流程布局确实在国内首屈一指。
五. 写在最后

我们关注电动车电池，掰开了揉碎了来说大致以下几种，以比亚迪为代表具有成本优势的磷酸铁锂刀片电池；应用在新势力车型上的一众标准体系三元锂811电池；还有就是优化版三元锂811广汽埃安弹夹电池和长城的大禹电池；另外就是合资代表优化PLUS版的三元锂811且具有超高安全性的奥特能平台电池。每种动力电池都有自己结构特点和优势，装配在从十几万到上百万的电动车上都有配备可供选择，我认为不管哪种电池，安全必须是首位，在安全的基础上优化性能，所以当你在关注电动车电池的时候，你在关注些什么呢？