Батарея BYD проти батареї Tesla - порівняння технологій

Продуктивність електромобіля в основному визначається основними технологіями, такими як система електроприводу, електронна технологія управління, акумуляторна батарея і шасі, серед яких важливість батареї очевидна. Як два гіганти в галузі електромобілів, Tesla і BYD пішли двома абсолютно різними шляхами в технології акумуляторів. У цій статті ми порівняємо відмінності Акумулятор BYD проти акумулятора Tesla в акумуляторних технологіях з семи аспектів.

Технологія досліджень і розробок акумуляторів

Тесла

Коли ми порівнюємо батареї BYD і Tesla, найбільша різниця полягає в їхніх технологіях досліджень і розробок. До 2020 року Tesla не розробляла акумулятори самостійно. Вона завжди співпрацювала з іншими виробниками акумуляторів. На ранній стадії вона в основному купувала батареї Panasonic потрійна літієва батарея. З 2019 року Tesla розпочала масове виробництво в Китаї та співпрацювала з LG і CATL для закупівлі літій-іонних акумуляторів.

На початку своєї діяльності Tesla використовувала елементи 18650, а пізніше - 21700 батарей. Якщо взяти за приклад батарею ранньої Model S, то вона складається з більш ніж 7000 послідовно і паралельно з'єднаних акумуляторів 18650, які утворюють силовий блок.

У 2020 році, в умовах зростаючої конкуренції на ринку, з метою зниження вартості акумуляторів, компанія Tesla оголосила, що розпочала самостійну розробку 4680 великих циліндричних акумуляторів. Ця потрійна літієва батарея самостійно розроблена на основі батарей Panasonic 21700. Щільність енергії майже в 5 разів більша, ніж у батареї 21700, час автономної роботи збільшено приблизно на 16%, що означає, що батареї можна зарядити з 20% до 80% протягом 15 хвилин.

Публічна інформація показує, що переваги батареї 4680 очевидні. Кілька разів було оголошено, що масове виробництво ось-ось буде реалізовано, але, на жаль, цього ще не відбулося. Причина в тому, що загальна продуктивність не відповідає стандартам, тобто технологія все ще недостатньо зріла.

BYD

Сама компанія BYD розпочала свою діяльність з виробництва акумуляторів близько 2000 року і на той час виробляла переважно акумулятори для мобільних телефонів. Вона була постачальником акумуляторів для провідних виробників мобільних телефонів, таких як Motorola і Nokia, що також забезпечило міцну основу для її подальшого виходу на ринок автомобільних акумуляторів.

Батареї BYD та Tesla абсолютно різні з точки зору технічного шляху. Tesla завжди схилялася до потрійних літієвих батарей, які трохи менше схильні до впливу високих і низьких температур навколишнього середовища, мають вищу щільність енергії і довший термін служби, ніж літій-іонні батареї.

Однак, зваживши різні фактори, такі як безпека акумуляторів, технологія, термін служби акумулятора і вартість автомобіля, BYD вирішила використовувати літій-іонні акумулятори в якості напрямку досліджень і розробок. До 2020 року BYD оголосила про масове виробництво акумуляторних батарей. Відразу після цього багато китайських автомобільних компаній зв'язалися з BYD, щоб обговорити співпрацю в галузі акумуляторів, включаючи Tesla. Згідно з офіційними джерелами, берлінський завод Tesla в Німеччині розпочав масове виробництво лезових акумуляторів.

Коротше кажучи, технологія акумуляторів BYD повністю реалізувала незалежні дослідження і розробки та масове виробництво, а поточна встановлена потужність акумуляторів у світі поступається лише CATL. Tesla ще не досягла масового виробництва самостійно розроблених акумуляторів, і її головна перевага полягає в технології управління батареями.

Електрична технологія управління

Через велику кількість накладених один на одного окремих батарей у ранніх батареях Тесли, кожна секція потребувала незалежної системи управління. Для одночасного керування 7 000 або 8 000 маленьких батарей потрібна була потужна системна технічна підтримка.

Тому Tesla розробила власну систему управління батареями BMS. Дизайн системи BMS, розроблений компанією Tesla, має конфігурацію "ведучий-ведомий". Головний контролер (BMU) відповідає за високу напругу, перевірку ізоляції, блокування високої напруги, управління контакторами, зовнішній зв'язок та інші функції, а підлеглий контролер (BMB) відповідає за напругу мономера, перевірку температури та звіт для BMU.

Ця технологія може забезпечити точну оцінку стану акумулятора, управління енергетичним балансом акумулятора, управління нагріванням акумулятора, моніторинг, онлайн діагностику та функції раннього попередження. У всій галузі електромобілів та Промисловість літієвих батарейтехнологія електричного управління Tesla займає лідируючі позиції.

Безпека батареї

Основна перевага потрійного літієвого акумулятора полягає в тому, що щільність енергії вища, характеристики заряду і розряду акумулятора трохи кращі в умовах низьких температур, а термін служби акумулятора довший, ніж у літій-іонного акумулятора, але є і недолік. У високотемпературному середовищі хімічні властивості більш активні.

Компанія BYD не тільки будує автомобілі, а й виробляє акумулятори, і добре розуміє взаємозв'язок між безпекою акумулятора і всього транспортного засобу. Хімічна активність самого літій-іонного акумулятора є більш стабільною. Крім того, BYD самостійно розробила першу в світі систему прямого охолодження і нагрівання для акумуляторних батарей, яка ефективно покращує зарядку і розрядку акумулятора в умовах низьких і високих температур.

Переваги лезових акумуляторів з точки зору щільності енергії, продуктивності заряду і розряду, часу автономної роботи, терміну служби, об'єму і вартості набагато перевищують переваги звичайних літій-залізо-фосфатних акумуляторів.

Під час випробування на проникнення цвяха літій-іонного акумулятора BYD проти акумулятора Tesla потрійний літієвий акумулятор Tesla димів протягом короткого часу, а потім загорівся, тоді як літій-іонний акумулятор не димів і не загорявся, навіть в екстремальних умовах, таких як зіткнення, екструзія, перезарядка та акупунктура. Це свідчить про те, що температуру акумуляторної батареї можна контролювати, а загальна продуктивність відносно стабільна.

Тривалість циклу роботи акумулятора

Ще одна велика відмінність між батареєю BYD і батареєю Tesla - це тривалість циклу роботи батареї. У порівнянні з потрійним літієвим акумулятором, який використовує Tesla, акумулятор BYD можна заряджати 2500-3000 разів, тоді як потрійний літієвий акумулятор зазвичай заряджається близько 1500-2000 разів.

Якщо припустити, що електромобіль проїжджає 15 000 кілометрів на рік, що еквівалентно пробігу в середньому 41 кілометру на день, то це вважається одним циклом зарядки кожні три дні, а споживає він електроенергію 122 рази на рік. Якщо припустити, що батарея циклічно заряджається 2 000 разів, то теоретично її можна використовувати протягом 16 років. Тобто, термін служби акумуляторної батареї може бути щонайменше на 5 років довшим, ніж у потрійного літієвого акумулятора, що заряджається від одного циклу.

Технологія швидкого заряджання

З точки зору технології зарядки акумуляторів, батареї BYD та Tesla також пішли двома різними шляхами. Tesla використовує режим швидкого заряджання сильним струмом, а надшвидкий зарядний пристрій третього покоління може досягти потужності зарядки 250 кіловат.

BYD використовує режим високовольтної швидкої зарядки. Максимальна потужність швидкої зарядки постійним струмом може досягати 120 кіловат, і вона може заряджати від 30% до 80% протягом 25 хвилин. З точки зору фактичного часу заряджання, немає великої різниці між цими двома режимами заряджання.

Потужність двигуна

Кожен бренд має власну унікальну технологію, що також є гарантією якості продукції. Якщо порівнювати батареї BYD з батареями Tesla, то моделі BYD оснащені синхронними двигунами з постійними магнітами власної розробки. Цей тип двигуна менший за розміром і більш гнучкий, що дозволяє зменшити займаний простір і забезпечити більше корисного простору для транспортного засобу.

Передня вісь Tesla Model 3 все ще використовує асинхронний двигун змінного струму, тоді як задня вісь - синхронний двигун з постійними магнітами. Порівняно з асинхронними двигунами змінного струму, синхронні двигуни з постійними магнітами мають більш компактні розміри, вищу ефективність роботи, довший час автономної роботи та легше керуються. У Model Y Tesla продовжує використовувати синхронні двигуни з постійними магнітами. Комбінована схема асинхронний + приводний двигун з постійними магнітами може краще використовувати характеристики високоефективної зони асинхронного двигуна на високій швидкості і високоефективної зони двигуна з постійними магнітами на низькій швидкості, а також доповнювати ефективність двох робочих зон.

Однак у цього типу двигунів також є недолік, а саме: якщо двигун працює занадто довго і перебуває в стані високої температури, може статися розмагнічування. Зіткнувшись з цим явищем, компанія BYD пішла на компроміс між акумулятором BYD і акумулятором Tesla. Для вирішення проблеми з двигуном його акумуляторна батарея має систему контролю температури.

Повна вартість

Причина, чому Tesla обрала акумулятори 18650, полягає в тому, що ця технологія акумуляторів дуже розвинена, а метод суперпозиції дозволяє збільшити обсяг зберігання енергії. Якщо виникає проблема з одним акумулятором, її відносно легко вирішити і можна ефективно контролювати витрати. Це велика перевага потрійної літієвої батареї Tesla.

Однак загальна вартість потрійних літієвих батарей відносно висока. Повна вартість кіловат-години, як правило, становить близько 800-1000 юанів, тоді як вартість кіловат-години лопатевого акумулятора BYD становить близько 600-750 юанів. Звичайно, фактична вартість після заряджання набагато вища за цю вартість, якщо взяти за приклад модель з часом автономної роботи 600 кілометрів, то загальна ємність батареї становить близько 70 кіловат-годин, що еквівалентно тому, що потрійна літієва батарея щонайменше на 20 000 юанів дорожча за акумуляторну батарею.

Загалом, батареї BYD і Tesla відрізняються в різних аспектах, але всі вони є вибором, зробленим виробниками для поліпшення продуктивності або досвіду користувача, і кожна з них має свої переваги і недоліки.