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这么薄,这么长 比亚迪这款“刀片电池”真的安全吗

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留胡子的超短裙
2022-12-25 16:14:15

这么薄,这么长 比亚迪这款“刀片电池”真的安全吗?

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温暖的音响
悲凉的星月
2026-05-05 09:31:50

作者:杜安迪 图片来源于网络

如果问我电动车的核心是什么,我会毫不犹豫地告诉你:电池。作为一台电动车的能量来源,一款靠谱、安全的电池才是核心竞争力。

3月29日,比亚迪宣布推出“刀片电池”,其安全性、使用寿命以及续航里程方面相比传统的三元锂电池与磷酸铁锂电池均有升级。目前,新型“刀片电池”已在重庆弗迪电池工厂下线。据悉,这款电池将首先被搭载到比亚迪汉电动版车型上,新车预计将于今年6月份正式上市。

众所周知,比亚迪电池是其起家的根本,同时,比亚迪也是国内少有的具备完整的自主研发、设计、生产能力的汽车厂商。本次推出的“刀片电池”实际上为磷酸铁锂电池,由于它的外形长而薄,因此得名“刀片”。

安全性方面,新款电池的电芯采用用叠片结构+陶瓷涂层技术,并且磷酸铁锂材料本身具备耐高温能力。因此当内部发生短路时,各物质间不会发生剧烈反应,即便是在极端情况下,也仅仅会出现冒烟现象。

此外,在电池包的布局方面,刀片电池也针对安全性进行了特殊设计,除了电芯周围配备的蜂窝结构护板,直列式排布结构+高温绝缘陶瓷防护+隔烟通道让这款电池变得更不容易“失火”,产热少、散热快是其最大的优势之一。

光说不练假把式,此前,比亚迪官方已对刀片电池和传统的三元锂电池与磷酸铁锂电池进行过“针刺”实验,即电池模块在一定条件下充电时,用直径为5mm-8mm的耐高温钢针,以(25±5)mm/s的速度,从垂直于蓄电池极板的方向贯穿,此时会导致电芯内部处于大面积短路状态,随后停留其中观察1小时。若单体蓄电池不爆炸,不起火,则视为通过安全要求。

针刺测试结果为:三元锂电池:爆燃;磷酸铁锂电池:无明火,有烟,表面温度400度;比亚迪刀片电池:无明火,无烟,表面温度60度。

不过据比亚迪官方介绍,这款刀片电池目前仅将在比亚迪汉纯电动车上应用,其它车型暂无相关规划。而根据比亚迪之前的工信部申报信息显示,全新比亚迪汉EV车型的续航里程将达到605km,百公里加速仅为3.9秒,可以说又是一款“速度”之作,新车将于今年6月份正式上市。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

最新回答
漂亮的长颈鹿
简单的橘子
2026-05-05 09:31:50

经过几年的蓬勃发展,电动汽车早已深入到普通消费者的生活中。无论是接头巷尾一闪而过的电动车,还是纷纷电动化的网约车、出租车,都在告诉我们:电动汽车的使用已经不再难。那么这几年针对电动车热议,“续航问题”、“充电问题”、“安全问题”都解决了吗?

续航毋庸讳言,续航方面,电动车早已是一年一个台阶,NEDC工况续航破500km成为寻常;充电也不再难,半个小时从电量30%到80%是旗舰车型的标配;至于安全问题,依然是电动汽车无可回避的一个难点。或许,这家车企的创新,将解决动力电池安全隐患这一终极难题。

刀片电池挑战针刺试验

3月29日下午,比亚迪以线上发布会的方式公布了刀片型磷酸铁锂电池(下文简称刀片电池)。在发布会上,比亚迪播放了一段三种电池挑战针刺试验的视频。

视频的内容是这样的:在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度

迅速超过500℃,并发生极端热失控,开始剧烈燃烧,电池表面的鸡蛋被炸飞;传统磷酸铁锂电池在被穿透后无明火,有烟雾从电池卸压阀喷出,表面温度达到了200℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦;比亚迪”刀片电池”在穿透后无明火,甚至无烟雾,电池表面的温度仅有30℃左右,电池表面的鸡蛋无变化。

针刺测试对国内消费者本来不应该是一个陌生的测试。在2018年1月24日,工信部发布了3项强制标准征求意见稿的通知,其中一项是关于GB《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》,在这个意见稿里面,除了取消模块级别的所有测试,对单体电池的针刺要求也取消了。

针刺试验是模拟锂离子电池内部短路、导致热失控、进而爆炸起火的试验方法。针刺测试作为如此经典的电池安全测试方法之一,为何取消呢?

当时征求意见稿的编制说明给了三个理由:一、准入管理里面规定暂不执行;二、两个IEC等标准没有采用针刺;三、认为针刺与实际失效模式不相符。

归根结底,是由于当时三元锂电池目前占据市场主流,但三元锂电池所使用的正极材料(镍、钴、锰)升温速率极高,200摄氏度的温度就将引发热失控。所以由于天生缺陷,无法通过针刺测试。即便如今三元锂电池技术也在不断精进,截至目前依然没有一款三元锂电池能通过针刺测试。

也正因如此,从测试标准上来说,针刺测试是被行业公认为最难通过的测试,处于测试金字塔塔尖的位置。从实际意义上来说,能够通过针刺测试,那么说明电动汽车的底盘便可以承受任何复杂的路况。从这点来说,比亚迪刀片电池将引领全球动力电池安全新高度。

“刀片电池”为何能够征服针刺测试

刀片电池通过针刺测试,可以说引爆了网络。动力电池可以做到如此安全,让广大消费者都对电动汽车刮目相看。比亚迪比亚迪公司董事长王传福甚至直接在发布会上表示,刀片电池将引领全球动力电池重回正道,将“自燃”从新能源汽车的字典里彻底抹掉。

为什么比亚迪刀片电池能够征服针刺测试?

刀片电池能够征服针刺测试首先得益于磷酸铁锂电池本身,磷酸铁锂本身结构稳定,热稳定性高,且使用过程中体积变化小。

比亚迪在电池内部在高风险安全位点,使用耐高温和具有优异绝缘性能的高温陶瓷涂层,这样就将安全性能极大地提升。即便是电芯发生内部短路时,一般不会发生剧烈反应,极端情况下仅有冒烟现象。从测试的视频中可见,即便是针刺,也没有冒烟。

对于比亚迪刀片电池在针刺实验中的优异表现,欧阳明高院士是这样评价的:“刀片电池在真实实验中的表现是非常优异的,我想优异的原因可能有两个方面,一个方面因为刀片电池是一个长条形的电池,所以它的散热面积比较大;另外一方面,当针刺的时候,它短路的回落比较长,所以产热的能力相对要下降。一方面产热下降,一方面散热加强,当然温升速率就会比较小,所以针刺的表现非常好。”

如果说在新能源汽车领域找一个权威的话,欧阳明高院士必然在列。欧阳明高院士长期从事节能与新能源汽车能源动力系统研究,主持和参与了国家和国际相关重大科技计划,现担任国家863“节能与新能源汽车”重大项目专家组组长、中美清洁能源联合研究中心“清洁汽车”联盟中方首席科学家。2017年11月,他当选中国科学院院士。

欧阳明高院士认为,未来动力电池要在设计和产品工程方面进行创新。他认为,刀片电池就是这么一个非常好的例子。

兼顾高续航、长寿命

安全是动力电池的基石,但是高续航和长寿命才能获得车企的青睐。

我们知道,传统电池包的生产可以分成两个步骤:第一由电池组成电池模组;第二把组装好的模组排布在一个托盘上组成电池包,电池模组里面电池的空间利用率只有80%,其他都是模组的结构件。

从模组再到电池包,由于要承载几百公斤的模组,所以需要在模组之间布置许多横梁,来保证整个电池包的强度,再加上其他的结构件,使得电池模组在电池包里边的利用率仅为50%。那么电池倒模组的空间利率80%,再乘以模组到电池包的利用率50%,等于40%。

比亚迪另辟蹊径,电池在作为能量件的同时,也直接做成结构件。比亚迪直接把电池拉长,将电池固定在电池包的边框上,让电池同时也变成结构件,直接增支撑电池包的量,这样就既解决了固定的问题,也解决了强度的问题。

相比于过去的铁电池,刀片电池由于形状上的直观变化,使得其可以省去模组及电池包内起固定作用的各种横梁纵梁,直接以一片片排列的方式装入电池包壳体。这一方案使得电池包的空间利用率可以达到60%以上。

刀片电池将电池采用无模组电池成组方式,将电池包整体空间利用率由过去的40%,提升到了60%,直接将搭载磷酸铁锂电池电动汽车的续航里程,提升到了三元锂电池汽车的水平。

过去磷酸铁锂电池以安全环保、寿命长知名,但是成组能量密度不如三元锂电池,刀片电池则解决了这一难题。

以比亚迪汉EV为例,汉EV的车身尺寸4980×1910×1495mm,轴距为2920mm。作为一辆中大型轿车,比亚迪汉EV搭载77kWh的大电池,整备质量仅仅为2020kg。这便是得益于刀片电池高比能量的特性,汉EV才能做到电池大车身轻。

此外,磷酸铁锂材料可逆性好、电位低(稳定性好)、充放电过程中膨胀小。据了解,比亚迪刀片电池可充放电3000次以上,行驶120万公里。

动力电池格局将变?

动力电池从群雄并起,到如今三元锂和磷酸铁锂两强争霸,两方势均力敌,互有优势。但刀片电池此次在安全方面的大突破,又将竞争态势推向高潮。王传福在发布会上说道:“坦白讲,对电池能量密度不切实际的追求,彻底带偏了并且动力电池行业的发展路线,并且让新能源乘用车的安全口碑付出了极其惨重的代价。”

王传福直指三元材料本身:“过去几年因为电池行业不同企业的技术及品控水平的参差不齐,再加上三元材料本身的特点,电动车的自燃甚至爆燃的事件明显增多,加高能量密度的三元电池的安全问题暴露无遗。正所谓一荣俱荣,一损俱损,对于行业的跑偏,作为行业的领导品牌,比亚迪要做一些什么?”

诚如王传福所言,高镍811型三元电池推广一年有余,至今无法成为主流,就是源于当前的技术无法解决高镍的易爆性。一旦发生事故,就会给三元电池带来毁灭性打击。铁锂电池天然具有安全高、成本低、耐用长的优势,不过铁锂电池致命的能量密度低一向为人诟病。

刀片电池不仅在安全性上更上一层楼,直接通过针刺测试,无人出乎其右。并且刀片电池的体积能量密度与811三元锂电池接近,高体积密度可以在较小的空间布置大容量的电池,单次充电可满足600公里续航需求,克服了铁锂电池能量密度低的弱点。

2019年,我国动力电池装车量累计62.2GWh,同比累计增长9.2%。其中三元电池装车量累计40.5GWh,占总装车量65.2%,同比累计增长22.5%;磷酸铁锂电池装车量累计20.2GWh,占总装车量32.5%,同比累计下降9.0%。比亚迪刀片电池以安全为营寨,以长续航、长寿命为先锋,这场动力电池路线争霸战,最终的话语权属于谁尚未可知。不过随着刀片电池的入场,2020年的动力市场格局将要发生改变了。

用刀片电池来实行“改革开放”

从自给自足到向外供货,从2017年下半年开始,王传福就开始思考这个问题。国内车载动力电池江湖,宁德时代后来居上出货量及装机量,给了王传福触动。

“维此良人,弗求弗迪。”取自《诗经.大雅.桑柔》,寓意着诚实有信,踏实精进。比亚迪成立五家弗迪系公司,进一步加快新能源核心零部件的对外合作。这5家子公司,分别是弗迪电池有限公司、弗迪视觉有限公司、弗迪科技有限公司、弗迪动力有限公司、弗迪模具有限公司。

王传福将弗迪系和比亚迪的关系,比喻成行星和恒星的关系。他希望弗迪系的每一家公司,在各自领域独当一面。坐标深圳的比亚迪,这一场“改革开放”从刀片电池开始。

弗迪电池有限公司于2019年5月5日注册完成,其前身是比亚迪锂电池有限公司,早在1998年就已成立。据王传福介绍,刀片电池只在比亚迪汉纯电车型搭载应用,其他车型暂无规划。

高安全、高续航、长寿命,比亚迪有限公司副总裁、弗迪电池有限公司董事长何龙表示,“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案。”新能源汽车行业的格局要变了。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

多情的航空
威武的硬币
2026-05-05 09:31:50

【太平洋汽车网】比亚迪刀片电池采用的是固态电池,比亚迪汉车型上的刀片型磷酸铁锂电池(下称“刀片电池”),通过无模组电池成组方式,提升了电池包的整体能量密度,进一步延长了车辆续航里程,在续航里程上追近了采用三元锂离子电池的主流车型。

描述因电池热失控而导致的起火和爆炸,已经成为阻碍乃至全球新能源汽车发展最大隐患。对此,普通消费者尤其关注。每当有新能源汽车失火的消息传出,都会引发人们的广泛讨论。“电动车电池不安全”,成为了“电动黑”们的口头禅。

3月29日,在经历了漫长的蓄势和等待后,比亚迪的刀片电池技术终于对外亮相。该公司董事长王传福表示,刀片电池相比较其他电池技术最大的突破在于,通过了动力电池领域最为严苛的安全测试——针刺测试,“将自燃从新能源汽车的字典里彻底抹掉”。而在安全之外,刀片电池还能够改善车辆电池包内部的空间利用率,让能量密度较低的磷酸铁锂电池包,也达到了接近三元锂电池的水平,从而改善车辆续航里程。

(比亚迪刀片电池结构原理)“刀片电池”这个名字的来历,便是独树一帜的电池形状。与传统的方形电池不同,刀片电池的正极片、负极片和隔膜都做成了长方形的片状结构。其中,正负极片的尺寸如图所示,长宽比超过了10:1的地步。在叠片并装配盖板、侧板、隔圈etc后套壳构成电芯。相比较整个电芯接近1米的长度和9厘米的宽度,电芯厚度仅为13.5毫米,因此所谓“刀片电池”倒也名副其实。

比亚迪这样做的原因有不少,其核心目的有三个:提升电池安全性,增加电池包空间利用率,以及增加其所主打的磷酸铁锂电池的竞争力。首先是安全方面,在采用了叠片结构的基础上,比亚迪还在刀片电池上运用了高温“陶瓷电池”技术,即在高风险安全位点全面使用了耐高温和拥有绝缘性能的高温陶瓷图层(覆盖了极耳和极柱)。这些措施让电芯在发生内部短路时,不会发生像三元锂电池那样剧烈的反应。事实上即使在堪称业界“最严格”的针刺实验下,刀片电池的最高温度也仅在60摄氏度左右。结合结构更加稳定的磷酸铁锂电池材料,刀片电池因热失控而发生自燃的几率被大幅降低。

(刀片电池热稳定性对比)不过即使是能量密度最高的NCM811三元锂电池,因电池热失控而导致的火灾案例也并不多。实际上,外界过分的渲染让电动汽车这项新生事物承担了太多不可承受之重。事实上,现阶段阻碍其走入寻常百姓家的最大原因,在于人们的续航焦虑问题无法解决。尤其是对于能量密度存在“天生短板”的磷酸铁锂电池来说,要改善电池包的系统能量密度,也许只能从工程结构角度下手,刀片电池便是这一路线的最新成果。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

欣慰的世界
坦率的河马
2026-05-05 09:31:50

3月29日,比亚迪举办了全新“刀片电池”的直播发布会,刀片电池的前期预热已进行了一段时间,相信不少关注新能源汽车资讯的朋友已经有所耳闻。

虽然电池是看不见、摸不着的,但刀片电池即将首发搭载于比亚迪汉车型。电池安全性能方面的宣传也在一定程度上影响消费者对于汉的关注程度。今天,我们就发布会的内容来浅析刀片电池有什么亮点。

所谓刀片,即电芯采用扁而长的结构,单个电芯最大长度可达2.5米。与普通电池组相比,这种大电芯、无模组的电池设计方式能够有效提高能量密度,并更加利于散热。

比亚迪刀片电池速览:

①采用磷酸铁锂电极材料

②以电芯替代传统模组,采用叠片结构

③采用极耳陶瓷、陶瓷极柱

④直列式排布结构+绝缘陶瓷+隔烟通道,抗燃性能大幅度提升

⑤线束排布,结构件减少, 可降低外因导致的短路风险

⑥系统能量密度与811NCM电池接近,可达332Wh/L

(之前的磷酸铁锂电池可能仅能达到250 Wh/L)

⑦电池包循环寿命达3000次以上

编辑观点:

1,从以往的自燃事件中可知,磷酸铁锂电池并非绝对安全。但热稳定性、体积形变方面在实验室层面,磷酸铁锂电池明显优于三元锂电池。由于磷酸铁锂电池不利于提高能量密度、耐低温性能差等因素,这种电池似乎呈现出逐渐隐退的趋势,但能够有效提升能量密度的刀片电池问世后,还是给了这种安全性略高的材料一种全新的使用方案。

2,无模组化设计是刀片电池的核心优势,提高能量密度、提高冷却液工作效能都得意于此。因此刀片电池组成的电池包可以喊出体积利用率提升50%以上的口号。

3,电芯既是能量体、也是结构体,每一根电芯都相当于一个硬结构。刀片电池长电芯结构与壳体及保护结构形成刚度较强的结构体,使电池包不容易发生变形。从理论角度讲,刀片电池确实有扎实的理论基础。

4,为什么不采用三元锂材料?编辑认为,最终选择磷酸铁锂材料可以有效降低电池成本,弥补材料性能差异带来的提升效果更大,无异于“雪中送炭”,效果远高于采用三元锂材料做“锦上添花”。三元锂电池并不适合这种叠片式结构,更大的面积、缺乏模组保护会使三元锂电池更加危险。刀片电池与磷酸铁锂似乎注定是一对。

直播中 我们看到了惊爆眼球的画面

针刺可以让电芯迅速短路,易燃的电解液成为燃烧材料,电极为其提供氧气。原本用来驱动车辆的几兄弟在一瞬间变身江洋大盗,热失控一触即发。

(针刺实验1:三元锂电池)

(针刺实验2:磷酸铁锂电池)

(针刺实验3以及汇总:三元锂电池、磷酸铁锂电池、磷酸铁锂刀片电池)

针刺实验结果:

1,三元锂电池迅速失控,鸡蛋炸飞

2,传统磷酸铁锂电池无明火、有明烟,热失控结果确实优于三元锂电

3,刀片电池安然无恙

编辑观点:

我个人愿意相信本次实验的真实性,但必须做出提醒:目前我们暂不确定刀片电池刺穿部位是否是短路风险最高的刺穿点,另外电池电荷状态暂且未知。亏电电池与满电电池具有相同质量的可燃物质,但电荷状态影响电池的化学结构,即更高电量的电池更经不起针刺。

若实验所用刀片电池确认为满电荷状态,那么刀片电池无疑是真的天下无敌。这一情况我们还会进行后续确认。

总结:有一件事情是确定的,刀片电池确有来头,堪称电池技术的里程碑式突破。即便存在不确定因素,磷酸铁锂材料的应用也能确保刀片电池具有高于三元锂电池的安全性能。刀片电池将磷酸铁锂材料这一沧海遗珠再度挖局,必然能主力比亚迪汉以及日后更多车型的经济性、实用性。目前任何形式的电池都无法彻底杜绝自燃风险,但更加安全的电池技术必然有其明显价值。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

文艺的火
哭泣的火车
2026-05-05 09:31:50
比亚迪汉车内的真皮、铝合金装饰、实木饰板和碳纤维饰板全部都是真材实料,并不会用塑料加工代替。

作为改款车型,新款比亚迪汉DM家族在设计上依旧采用了龙颜美学设计语言,但在细节上有比较多的变化。

具体来看,新车的前脸整体变得更圆润,边角的过渡更自然一些。大尺寸的进气格栅的边界增加了银色的装饰条,并且与保险杠之间的过渡更平整,没有了之前高低的台阶。另外,进气中网的鳞片也进行了小调整,看起来更紧凑一些。

前保险杠的变化比较明显,两边导流孔被亮光材质包裹,内部还设计了扰流片,整体看显得更加运动。

长情的超短裙
激情的蓝天
2026-05-05 09:31:50
大家好,我是电动车公社的社长。

说到高铁,相信大家的第一印象,都是又快、又稳、又安全,坐实了世界第一的名号。

从北京去上海,1200公里自驾要十几个小时,但高铁却只要4个半小时。

如果考一考大家,高铁的核心部件是什么,相信很多人都想象不到。

既不是能让列车达到350km/h极速、功率上万千瓦的电机组,也不是能够源源不断提供电力的高铁输电线路网,而是只有我们指甲大小的IGBT芯片!

简单来说,高铁的加速快慢、最高时速多少、电耗高低、能不能瞬间起跑、能不能舒适行驶、能不能稳定停车,都要看这块小小的IGBT。

然而,自从1988年第一代IGBT芯片诞生以来,其制造的核心技术就一直牢牢掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手里。即使是国家级别的高铁列车组,也不得不斥巨资对外采购。

就拿08年来说,随着“基建狂魔”迅速把高铁铺设到全国每一个角落,一趟8节车厢的列车就需要152个芯片,成本高达200万元。

每年10万个芯片的需求,四舍五入就是13个亿!

就拿日本三菱来说,单是垄断了中国高铁的肥单,就已经赚得盆满钵满,甚至战略性地放弃了2500伏的低压市场。反正有中国养着,有恃无恐。

那么,这个小小的零件,到底是什么来头?

这个高铁同款的核心部件,又会对新能源行业产生怎样的影响?

今天,社长就来和大家简单聊一聊IGBT的事情。

01.IGBT,是什么来头?

IGBT,学名绝缘栅双极型晶体管,是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

是不是有点听不懂了?没关系,听社长给大家解释:

我们知道,金属导电性能比较好,属于导体;陶瓷、塑料导电性能不好,属于绝缘体。

导电性能介于二者之间的材料,就是半导体了。

如果能够人为地控制半导体的导电性能,就能在日常生活中发挥想象不到的作用!

咱们今天的主角IGBT,就是这样一种导电性可控的半导体。

简单来说,IGBT就是一个控制电路非通即断的开关。

它导通的时候,可以承受几十到几百安培的电流;

它关断的时候,可以承受几百至几千伏特的电压。

而IGBT最大的特点,就是在这个级别的电流和电压下,一秒钟可以开关近万次(10kHz)!

只要通过脉宽调制,就能轻松地把输入的电流变成人们所需频率的交流电!

这个电,就可以用来驱动高铁的交流电机了。并且,还能通过改变交流电的频率来改变电机的转速,从而达到为高铁变速的目的。是不是很神奇?

IGBT,就是这样一种负责能源转换与传输的核心器件,因此也被称为电力电子装置的“CPU”。

所以,IGBT被列入位居“十二五”期间国家16个重大技术突破专项中的第二位,也就不足为奇了。

02.对一台新能源车来说,IGBT能有多重要?

和高铁一样,IGBT也一样是新能源车上除了电池之外,最核心的零部件。

这一点,从成本上就能看出来:

除了动力电池之外,一台新能源车制造成本第二高的零部件,就是IGBT。

作为电机驱动系统的核心,IGBT的成本,要占到整车制造成本的将近10%!

就更不用说,直流充电桩30%的原材料成本,都要交给IGBT这个烧钱大户了。

IGBT能够把电池输出的大功率直流电逆变成交流电,提供给交流电机,并通过变频、变压改变交流电机的转速,从而精准地改变车辆行驶的速度和加速能力。

在用交流充电桩充电的时候,也同样需要IGBT转变成直流电,并把电压提高到电池组的电压,才能给电池组充电。这也影响了新能源车的充电效率和充电速度。

直流充电桩也一样,只不过把变电的过程放到了充电桩里。

这还没完。

不仅电机驱动要用到IGBT,新能源车的发电机和空调部分,也需要IGBT协同工作。

原理嘛,和电机驱动系统差不多,只不过从大功率逆变变成了小功率逆变,电流会更小一些。

所以,IGBT的好坏,会直接影响功率、效率、能耗等等这些新能源车最直观的性能表现,成本这么高也就可以理解了。

在2016年,全球的电动车(含商用车)销量约200万辆,采购IGBT的成本就要差不多9亿美元,平均下来一台车要花掉450美元,是电动车里除电池外最昂贵的部件。

例如特斯拉Model X,在极致控制成本的思路下,采用了英飞凌提供的132个IGBT单管来进行控制,其中前电机36个,后电机96个,总成本是650美元。

如果使用更加完善的IGBT模块,成本可能会突破到1500美元……

而全球车企市值第一的丰田,早在上世纪90年代开发混合动力车型的时候,就认定电控的核心——IGBT,必须要完全掌握在自己手中。

按照社长丰田章男的说法就是:“IGBT具有与发动机同等的重要性”。

所以,丰田理所当然地成为了当时全球唯一一家自研自产IGBT的车企,还拉上了自己的好基友、御用供应商电装,大家有钱一起赚。

早在2014年,丰田中央研究所就和电装合作,开发出了世界顶尖的新型IGBT芯片。

但这还不够:丰田销量全球第一,产能不足怎么办?

于是乎,丰田借助电装之手,投资德国汽车半导体巨头、也是世界上最重要的车规级IGBT供应商英飞凌。

这样一绑定(绑架),就再也不用担心供应安全问题了。

这也从侧面验证了,IGBT对于一家车企来说,到底有多重要。

03 . IGBT的未来

目前,在世界范围内,IGBT已经发展到了7.5代。

电动车公社为大家整理了一下历代IGBT的发展路线:

1-5代的性能比起上一代都有着较大幅度的提升,但从第六代开始,说是慢慢“挤牙膏”也不为过,20年间的技术并没有太多突飞猛进的增长。

这是因为材料的限制。

IGBT使用的硅(Si)基功率器件驱动系统,已经逼近、甚至触及了材料本身的天花板。

想要进一步突破,必须要有一种新型材料。

这时,性能更强的SiC(碳化硅),出现了。

SiC器件不仅提高了2.5倍的工作频率和10倍的阻断电压、降低了大约80%的工作损耗,还把工作结温从175℃提升到了600℃,功率密度也得到了进一步提升。

说人话,就是能让新能源车获得更长的续航和更快的充电速度。

尽管SiC的成本比普通Si价格贵6倍,但依然凭借强大的性能,获得了众多厂商的青睐。

特斯拉Model 3,就是第一台吃螃蟹的新能源车。

用上SiC以后,腰不酸了腿也不痛了,仅用75kWh的电池包就能跑出664km续航的优异成绩。

V3超充仅需15分钟就能补充250公里续航,同样离不开SiC对升压充电的支持。

可以负责任地说,SiC就是电控系统未来的趋势和绝对的核心。

但SiC也不是没有缺点。

SiC的技术门槛很高,所以产能有限。高昂的成本,也使得只有高端产品才能使用它。

截止到目前,也还在IGBT到SiC的过渡期。

只有技术进步、成本降低以后,才能大规模普及和应用。

04.国内的现状

IGBT在中国的地位,可以说和石油旗鼓相当。

根据著名投行摩根士丹利的预计, 2020年国内的IGBT市场将达到192亿元人民币的规模,占全世界市场份额的35.6%。其中27%的份额、大约51亿元的市场当属新能源汽车,堪称用芯大户。

但国内的技术水平却依然落后,只能贡献不到20%的产能,IGBT芯片依然严重依赖进口。

这时候,是比亚迪率先站了出来。

早在2003年比亚迪还没开始造车的时候,就已经开始着手布局IGBT,2005年研发团队都搭建完毕了。那会别说电动车了,量产的混动车都只有丰田一家。

这里还有个有意思的小插曲。

当时和半导体行业还八竿子打不着的比亚迪,看中了宁波中纬的6英寸半导体生产线专利。

趁着宁波中纬资不抵债、宣布破产的机会,比亚迪仅用了当年投资额的1/10、也就是1.7亿元,趁火打劫般地进行了收购。

按说,无论是从战略布局的角度,还是从经济的角度,这笔交易都堪称教科书级别。

人们却并不买账,业界更是骂声一片。体现在股价上,分分钟就是暴跌30%。

但好在有了人才、又有了产线,潜心钻研后的比亚迪,成功通过了国家级的科技成果鉴定,实现了IGBT芯片从0到1的巨大突破,打破了国际巨头的技术垄断。

后面的故事,你们也知道了。2018年底,比亚迪发布了全面自主研发的“IGBT4.0”技术,也向世界宣告自己和丰田一样,拥有了世界一流的完整IGBT产业链。

这一等,就是将近20年。

至于下一代半导体材料SiC,比亚迪也斥巨资投入生产研发,目前已经在比亚迪唐EV上部分应用,来提高唐EV的充电效率。而且据说,在即将发布的比亚迪汉上,也会全面应用SiC。关注比亚迪汉的小伙伴们,可以好好期待一下汉的续航表现和快充功率了。

除了比亚迪,国内其他的半导体企业也没闲着。

今年年初,全球IGBT市场份额前十的中国企业——嘉兴斯达半导体股份有限公司,正式在主板敲钟上了市。再加上国有控股的株洲中车时代电气股份有限公司,全球IGBT市场份额Top15中,已经挤进了两家中国企业。

其他企业,也在奋起直追,努力抹平和世界一流厂商之间的差距。

社长也相信,未来的Top15里,一定会涌现更多优秀的中国企业。

写 在 最 后

1956年7月13日,中国生产的第一台自主汽车解放正式下线。举国欢腾的同时,也宣告着国内汽车工业新的篇章正式拉开序幕。

在那个属于燃油车的时代,国内的汽车工业却一直被变速箱掣肘,没有发展起来。

变速箱和IGBT一样,都是核心零部件,核心技术也都是掌握在别人手里。

想要?对不起,拿钱来买。利润,自然也要三七分成。

你三,人家七。

在对方眼里,这就是跪着挣钱,生意嘛,不寒碜。

时间拨转到近几年,汽车行业进入了电气化时代。

随着国家一句“弯道超车”的口号,国内各类企业开始加紧对三电系统进行自主研发。

除了自持三电和IGBT的比亚迪以外,

电池巨头宁德时代,站起来了;

赴美上市的蔚来,走出去了;

后面还有小鹏、理想、以及一大批供应商企业,在小步快跑地追赶着……

慢慢地,人们发现,在政策和技术这一文一武的支持下,?就是能站着,还能站着把钱挣了。

腰杆子挺直了,说话也就硬气了。

我很期待,国内的新能源车凭借自己的硬实力,走出国门、走向世界,成为行业佼佼者的那一天。

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前段时间,我们根据销量和热度榜

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