Bateria BYD vs bateria Tesla - comparação de tecnologias
Índice
O desempenho de um veículo elétrico é determinado principalmente por tecnologias de base como o sistema de tração eléctrica, a tecnologia de controlo eletrónico, a bateria e o chassis, entre as quais a importância da bateria é evidente. Como dois gigantes no domínio dos veículos eléctricos, a Tesla e a BYD enveredaram por dois caminhos completamente diferentes na tecnologia das baterias. Este artigo irá comparar as diferenças de Bateria BYD vs bateria Tesla na tecnologia das baterias sob sete aspectos.
Tecnologia de I&D de baterias
Tesla
Quando comparamos a bateria da BYD com a bateria da Tesla, a maior diferença é a sua tecnologia de I&D de baterias. Antes de 2020, a Tesla não desenvolvia baterias de forma independente. Sempre cooperou com outros fabricantes de baterias. Na fase inicial, adquiriu principalmente as baterias da Panasonic pilha de lítio ternária. A partir de 2019, a Tesla iniciou a produção em massa na China e cooperou com a LG e a CATL para adquirir baterias de iões de lítio.
A Tesla utilizou células 18650 nos primeiros tempos e baterias 21700 no período posterior. Tomando como exemplo a bateria do Model S inicial, esta é constituída por mais de 7000 baterias 18650 em série e em paralelo para formar uma unidade de potência.
No início de 2020, com a crescente concorrência no mercado, a fim de reduzir o custo das baterias, a Tesla anunciou que começou a desenvolver de forma independente 4680 grandes baterias cilíndricas. Esta bateria ternária de lítio foi desenvolvida de forma independente com base nas baterias Panasonic 21700. A densidade de energia é quase 5 vezes superior à da bateria 21700, a duração da bateria aumenta em cerca de 16%, o que significa que as baterias podem ser carregadas de 20% a 80% em 15 minutos.
A informação pública mostra que as vantagens da bateria 4680 são óbvias. Foi anunciado várias vezes que a produção em massa está prestes a ser realizada, mas, infelizmente, ainda não o foi. A razão é que o desempenho global não está à altura da norma, ou seja, a tecnologia ainda não está suficientemente madura.
BYD
A própria BYD começou a fabricar baterias por volta de 2000 e, nessa altura, produzia principalmente baterias para telemóveis. Era um fornecedor de baterias para os principais fabricantes de telemóveis, como a Motorola e a Nokia, o que também proporcionou uma base sólida para a sua posterior entrada no mercado das baterias para automóveis.
A bateria BYD e a bateria Tesla são completamente diferentes em termos de percurso técnico. A Tesla sempre se inclinou para as baterias de lítio ternárias, que são ligeiramente menos afectadas por ambientes de alta e baixa temperatura, com maior densidade energética e maior duração do que as baterias de iões de lítio.
No entanto, a BYD ponderou vários factores, como a segurança das baterias, a tecnologia, a duração das baterias e o custo dos veículos, tendo finalmente optado por utilizar as baterias de iões de lítio como direção de investigação e desenvolvimento. Até 2020, a BYD anunciou a produção em massa de baterias de lâmina. Imediatamente a seguir, muitas empresas automóveis chinesas contactaram a BYD para discutir a cooperação em matéria de baterias, incluindo a Tesla. De acordo com fontes oficiais, a fábrica da Tesla em Berlim, na Alemanha, iniciou a produção em massa de baterias blade.
Em suma, a tecnologia de baterias da BYD concretizou completamente a investigação e desenvolvimento independentes e a produção em massa, e a atual capacidade instalada de baterias no mundo só perde para a CATL. A Tesla ainda não atingiu a produção em massa de baterias desenvolvidas por si própria, e a sua principal vantagem reside na tecnologia de gestão de baterias.
Tecnologia de controlo elétrico
Devido ao grande número de baterias individuais sobrepostas nas primeiras baterias da Tesla, cada secção exigia um sistema de gestão independente. Para gerir 7.000 ou 8.000 pequenas baterias ao mesmo tempo, era necessário um forte apoio técnico do sistema.
Por conseguinte, a Tesla desenvolveu o seu próprio sistema de gestão de baterias BMS. A conceção do sistema BMS desenvolvido pela própria Tesla adopta uma configuração mestre-escravo. O controlador principal (BMU) é responsável pela alta tensão, teste de isolamento, interbloqueio de alta tensão, controlo do contactor, comunicação externa e outras funções, e o controlador secundário (BMB) é responsável pela tensão do monómero, teste de temperatura e relatório para o BMU.
Esta tecnologia pode fornecer uma estimativa exacta do estado da bateria, gestão do equilíbrio energético da bateria, gestão do calor da bateria, monitorização, diagnóstico em linha e funções de alerta precoce. Em todo o domínio dos veículos eléctricos e indústria das pilhas de lítioA tecnologia de controlo elétrico da Tesla ocupa uma posição de liderança.
Segurança da bateria
A principal vantagem da bateria de lítio ternária é que a densidade de energia é maior, o desempenho de carga e descarga da bateria é ligeiramente melhor num ambiente de baixa temperatura e a vida útil da bateria é mais longa do que a da bateria de iões de lítio, mas a desvantagem também é imperfeita. No ambiente de alta temperatura, as propriedades químicas são mais activas.
A BYD não só constrói automóveis, como também produz baterias, e está bem ciente da relação entre a segurança das baterias e todo o veículo. A atividade química da própria bateria de iões de lítio é mais estável. Além disso, a BYD desenvolveu de forma independente o primeiro sistema de arrefecimento e aquecimento direto do mundo para baterias eléctricas, o que melhora eficazmente o desempenho de carga e descarga da bateria em ambientes de baixa e alta temperatura.
As vantagens das baterias de lâmina em termos de densidade energética, desempenho de carga e descarga, duração da bateria, ciclo de vida, volume e custo excedem em muito as das baterias de fosfato de ferro e lítio comuns.
Quando o teste de penetração de pregos foi realizado na bateria BYD de lâmina de iões de lítio vs bateria Tesla, a bateria de lítio ternária Tesla fumegou durante um curto período de tempo e depois incendiou-se, enquanto a bateria de iões de lítio de lâmina não fumegou nem se incendiou, mesmo em ambientes extremos como colisão, extrusão, sobrecarga e acupunctura. O que mostra que a temperatura da bateria é controlável e o desempenho geral é relativamente estável.
Ciclo de vida da bateria
Outra grande diferença entre a bateria da BYD e a bateria da Tesla é o ciclo de vida da bateria. Em comparação com a bateria de lítio ternária utilizada pela Tesla, a bateria de lâmina da BYD pode ser carregada 2500-3000 vezes, enquanto a bateria de lítio ternária ronda geralmente as 1500-2000 vezes.
Assumindo que um veículo puramente elétrico percorre 15.000 quilómetros por ano, o que equivale a conduzir uma média de 41 quilómetros por dia, conta como um ciclo de carregamento de três em três dias e consome 122 vezes por ano. Partindo do princípio de que a bateria é submetida a ciclos e carregada 2.000 vezes, a bateria pode, teoricamente, ser utilizada durante 16 anos. Ou seja, o ciclo de vida de carregamento da bateria de lâminas pode ser pelo menos 5 anos mais longo do que o da bateria de lítio ternária.
Tecnologia de carregamento rápido
Em termos de tecnologia de carregamento da bateria, a bateria BYD e a bateria Tesla também seguiram dois caminhos diferentes. A Tesla adopta um modo de carregamento rápido de alta corrente, e a pilha de carregamento super-rápido de terceira geração pode atingir uma potência de carregamento de 250 quilowatts.
A BYD adopta um modo de carregamento rápido de alta tensão. A potência máxima do carregamento rápido DC pode atingir 120 quilowatts, e pode ser carregado de 30% a 80% em 25 minutos. Do ponto de vista do tempo efetivo de carregamento, não há grande diferença entre os dois modos de carregamento.
Potência do motor
Cada marca tem a sua própria tecnologia única, que é também a garantia da qualidade do produto. Quando se compara a bateria da BYD com a bateria da Tesla, os modelos da BYD estão equipados com motores síncronos de ímanes permanentes desenvolvidos pela própria empresa. Este tipo de motor é mais pequeno e mais flexível, reduzindo o espaço ocupado e proporcionando mais espaço útil para o veículo.
O eixo dianteiro do Tesla Model 3 continua a utilizar um motor assíncrono de corrente alternada, enquanto o eixo traseiro utiliza um motor síncrono de ímanes permanentes. Em comparação com os motores assíncronos de corrente alternada, os motores síncronos de ímanes permanentes têm dimensões mais compactas, maior eficiência de funcionamento, maior duração da bateria e são mais fáceis de controlar. No Modelo Y, a Tesla continua a utilizar a solução de motor síncrono de ímanes permanentes. O esquema combinado de motor de indução + motor de ímanes permanentes pode utilizar melhor as características da zona de elevada eficiência do motor de indução a alta velocidade e a zona de elevada eficiência do motor de ímanes permanentes a baixa velocidade, e complementar a eficiência das duas áreas de trabalho.
No entanto, este tipo de motor também tem um inconveniente, ou seja, quando o motor é acionado durante demasiado tempo e se encontra a uma temperatura elevada, pode ocorrer desmagnetização. Perante este fenómeno, entre a bateria da BYD e a bateria da Tesla, a BYD fez um compromisso. A sua bateria de lâmina tem um sistema de controlo da temperatura para resolver o problema do motor.
Custo total
A razão pela qual a Tesla escolheu as baterias 18650 deve-se principalmente ao facto de esta tecnologia de baterias estar muito madura e de o método de sobreposição poder acrescentar mais armazenamento de energia. Se houver um problema com uma única bateria, é relativamente fácil de resolver e pode controlar eficazmente os custos. Esta é uma grande vantagem da bateria de lítio ternária da Tesla.
No entanto, o custo global das baterias de lítio ternárias é relativamente elevado. O custo global por quilowatt-hora é geralmente de cerca de 800-1000RMB, enquanto o custo por quilowatt-hora da bateria de lâmina da BYD é de cerca de 600-750RMB. Naturalmente, o custo real após o carregamento é muito superior a este custo, tomando como exemplo um modelo com uma autonomia de 600 quilómetros, a capacidade geral da bateria é de cerca de 70 quilowatts-hora, o que equivale a que a bateria de lítio ternária seja pelo menos 20 000 RMB mais cara do que a bateria de lâmina.
Em suma, a bateria BYD e a bateria Tesla são diferentes em vários aspectos, mas são todas escolhas feitas pelos fabricantes para melhorar o desempenho ou a experiência do utilizador, e cada uma tem as suas próprias vantagens e desvantagens.
Bateria BYD vs bateria Tesla - comparação de tecnologias
O desempenho de um veículo elétrico é determinado principalmente por tecnologias de base como o sistema de tração eléctrica, a tecnologia de controlo eletrónico, a bateria e o chassis, entre as quais a importância da bateria é evidente. Como dois gigantes no domínio dos veículos eléctricos, a Tesla e a BYD enveredaram por dois caminhos completamente diferentes na tecnologia das baterias. Este artigo irá comparar as diferenças de Bateria BYD vs bateria Tesla na tecnologia das baterias sob sete aspectos.
Tecnologia de I&D de baterias
Tesla
Quando comparamos a bateria da BYD com a bateria da Tesla, a maior diferença é a sua tecnologia de I&D de baterias. Antes de 2020, a Tesla não desenvolvia baterias de forma independente. Sempre cooperou com outros fabricantes de baterias. Na fase inicial, adquiriu principalmente as baterias da Panasonic pilha de lítio ternária. A partir de 2019, a Tesla iniciou a produção em massa na China e cooperou com a LG e a CATL para adquirir baterias de iões de lítio.
A Tesla utilizou células 18650 nos primeiros tempos e baterias 21700 no período posterior. Tomando como exemplo a bateria do Model S inicial, esta é constituída por mais de 7000 baterias 18650 em série e em paralelo para formar uma unidade de potência.
No início de 2020, com a crescente concorrência no mercado, a fim de reduzir o custo das baterias, a Tesla anunciou que começou a desenvolver de forma independente 4680 grandes baterias cilíndricas. Esta bateria ternária de lítio foi desenvolvida de forma independente com base nas baterias Panasonic 21700. A densidade de energia é quase 5 vezes superior à da bateria 21700, a duração da bateria aumenta em cerca de 16%, o que significa que as baterias podem ser carregadas de 20% a 80% em 15 minutos.
A informação pública mostra que as vantagens da bateria 4680 são óbvias. Foi anunciado várias vezes que a produção em massa está prestes a ser realizada, mas, infelizmente, ainda não o foi. A razão é que o desempenho global não está à altura da norma, ou seja, a tecnologia ainda não está suficientemente madura.
BYD
A própria BYD começou a fabricar baterias por volta de 2000 e, nessa altura, produzia principalmente baterias para telemóveis. Era um fornecedor de baterias para os principais fabricantes de telemóveis, como a Motorola e a Nokia, o que também proporcionou uma base sólida para a sua posterior entrada no mercado das baterias para automóveis.
A bateria BYD e a bateria Tesla são completamente diferentes em termos de percurso técnico. A Tesla sempre se inclinou para as baterias de lítio ternárias, que são ligeiramente menos afectadas por ambientes de alta e baixa temperatura, com maior densidade energética e maior duração do que as baterias de iões de lítio.
No entanto, a BYD ponderou vários factores, como a segurança das baterias, a tecnologia, a duração das baterias e o custo dos veículos, tendo finalmente optado por utilizar as baterias de iões de lítio como direção de investigação e desenvolvimento. Até 2020, a BYD anunciou a produção em massa de baterias de lâmina. Imediatamente a seguir, muitas empresas automóveis chinesas contactaram a BYD para discutir a cooperação em matéria de baterias, incluindo a Tesla. De acordo com fontes oficiais, a fábrica da Tesla em Berlim, na Alemanha, iniciou a produção em massa de baterias blade.
Em suma, a tecnologia de baterias da BYD concretizou completamente a investigação e desenvolvimento independentes e a produção em massa, e a atual capacidade instalada de baterias no mundo só perde para a CATL. A Tesla ainda não atingiu a produção em massa de baterias desenvolvidas por si própria, e a sua principal vantagem reside na tecnologia de gestão de baterias.
Tecnologia de controlo elétrico
Devido ao grande número de baterias individuais sobrepostas nas primeiras baterias da Tesla, cada secção exigia um sistema de gestão independente. Para gerir 7.000 ou 8.000 pequenas baterias ao mesmo tempo, era necessário um forte apoio técnico do sistema.
Por conseguinte, a Tesla desenvolveu o seu próprio sistema de gestão de baterias BMS. A conceção do sistema BMS desenvolvido pela própria Tesla adopta uma configuração mestre-escravo. O controlador principal (BMU) é responsável pela alta tensão, teste de isolamento, interbloqueio de alta tensão, controlo do contactor, comunicação externa e outras funções, e o controlador secundário (BMB) é responsável pela tensão do monómero, teste de temperatura e relatório para o BMU.
Esta tecnologia pode fornecer uma estimativa exacta do estado da bateria, gestão do equilíbrio energético da bateria, gestão do calor da bateria, monitorização, diagnóstico em linha e funções de alerta precoce. Em todo o domínio dos veículos eléctricos e indústria das pilhas de lítioA tecnologia de controlo elétrico da Tesla ocupa uma posição de liderança.
Segurança da bateria
A principal vantagem da bateria de lítio ternária é que a densidade de energia é maior, o desempenho de carga e descarga da bateria é ligeiramente melhor num ambiente de baixa temperatura e a vida útil da bateria é mais longa do que a da bateria de iões de lítio, mas a desvantagem também é imperfeita. No ambiente de alta temperatura, as propriedades químicas são mais activas.
A BYD não só constrói automóveis, como também produz baterias, e está bem ciente da relação entre a segurança das baterias e todo o veículo. A atividade química da própria bateria de iões de lítio é mais estável. Além disso, a BYD desenvolveu de forma independente o primeiro sistema de arrefecimento e aquecimento direto do mundo para baterias eléctricas, o que melhora eficazmente o desempenho de carga e descarga da bateria em ambientes de baixa e alta temperatura.
As vantagens das baterias de lâmina em termos de densidade energética, desempenho de carga e descarga, duração da bateria, ciclo de vida, volume e custo excedem em muito as das baterias de fosfato de ferro e lítio comuns.
Quando o teste de penetração de pregos foi realizado na bateria BYD de lâmina de iões de lítio vs bateria Tesla, a bateria de lítio ternária Tesla fumegou durante um curto período de tempo e depois incendiou-se, enquanto a bateria de iões de lítio de lâmina não fumegou nem se incendiou, mesmo em ambientes extremos como colisão, extrusão, sobrecarga e acupunctura. O que mostra que a temperatura da bateria é controlável e o desempenho geral é relativamente estável.
Ciclo de vida da bateria
Outra grande diferença entre a bateria da BYD e a bateria da Tesla é o ciclo de vida da bateria. Em comparação com a bateria de lítio ternária utilizada pela Tesla, a bateria de lâmina da BYD pode ser carregada 2500-3000 vezes, enquanto a bateria de lítio ternária ronda geralmente as 1500-2000 vezes.
Assumindo que um veículo puramente elétrico percorre 15.000 quilómetros por ano, o que equivale a conduzir uma média de 41 quilómetros por dia, conta como um ciclo de carregamento de três em três dias e consome 122 vezes por ano. Partindo do princípio de que a bateria é submetida a ciclos e carregada 2.000 vezes, a bateria pode, teoricamente, ser utilizada durante 16 anos. Ou seja, o ciclo de vida de carregamento da bateria de lâminas pode ser pelo menos 5 anos mais longo do que o da bateria de lítio ternária.
Tecnologia de carregamento rápido
Em termos de tecnologia de carregamento da bateria, a bateria BYD e a bateria Tesla também seguiram dois caminhos diferentes. A Tesla adopta um modo de carregamento rápido de alta corrente, e a pilha de carregamento super-rápido de terceira geração pode atingir uma potência de carregamento de 250 quilowatts.
A BYD adopta um modo de carregamento rápido de alta tensão. A potência máxima do carregamento rápido DC pode atingir 120 quilowatts, e pode ser carregado de 30% a 80% em 25 minutos. Do ponto de vista do tempo efetivo de carregamento, não há grande diferença entre os dois modos de carregamento.
Potência do motor
Cada marca tem a sua própria tecnologia única, que é também a garantia da qualidade do produto. Quando se compara a bateria da BYD com a bateria da Tesla, os modelos da BYD estão equipados com motores síncronos de ímanes permanentes desenvolvidos pela própria empresa. Este tipo de motor é mais pequeno e mais flexível, reduzindo o espaço ocupado e proporcionando mais espaço útil para o veículo.
O eixo dianteiro do Tesla Model 3 continua a utilizar um motor assíncrono de corrente alternada, enquanto o eixo traseiro utiliza um motor síncrono de ímanes permanentes. Em comparação com os motores assíncronos de corrente alternada, os motores síncronos de ímanes permanentes têm dimensões mais compactas, maior eficiência de funcionamento, maior duração da bateria e são mais fáceis de controlar. No Modelo Y, a Tesla continua a utilizar a solução de motor síncrono de ímanes permanentes. O esquema combinado de motor de indução + motor de ímanes permanentes pode utilizar melhor as características da zona de elevada eficiência do motor de indução a alta velocidade e a zona de elevada eficiência do motor de ímanes permanentes a baixa velocidade, e complementar a eficiência das duas áreas de trabalho.
No entanto, este tipo de motor também tem um inconveniente, ou seja, quando o motor é acionado durante demasiado tempo e se encontra a uma temperatura elevada, pode ocorrer desmagnetização. Perante este fenómeno, entre a bateria da BYD e a bateria da Tesla, a BYD fez um compromisso. A sua bateria de lâmina tem um sistema de controlo da temperatura para resolver o problema do motor.
Custo total
A razão pela qual a Tesla escolheu as baterias 18650 deve-se principalmente ao facto de esta tecnologia de baterias estar muito madura e de o método de sobreposição poder acrescentar mais armazenamento de energia. Se houver um problema com uma única bateria, é relativamente fácil de resolver e pode controlar eficazmente os custos. Esta é uma grande vantagem da bateria de lítio ternária da Tesla.
No entanto, o custo global das baterias de lítio ternárias é relativamente elevado. O custo global por quilowatt-hora é geralmente de cerca de 800-1000RMB, enquanto o custo por quilowatt-hora da bateria de lâmina da BYD é de cerca de 600-750RMB. Naturalmente, o custo real após o carregamento é muito superior a este custo, tomando como exemplo um modelo com uma autonomia de 600 quilómetros, a capacidade geral da bateria é de cerca de 70 quilowatts-hora, o que equivale a que a bateria de lítio ternária seja pelo menos 20 000 RMB mais cara do que a bateria de lâmina.
Em suma, a bateria BYD e a bateria Tesla são diferentes em vários aspectos, mas são todas escolhas feitas pelos fabricantes para melhorar o desempenho ou a experiência do utilizador, e cada uma tem as suas próprias vantagens e desvantagens.