混動(dòng)流派大PK：電池技術(shù)到底哪家強(qiáng)？

　　 9月28日晚上，本田新雅閣混動(dòng)版正式上市，正在以各種姿勢刷爆朋友圈。

　　就在今年，大眾、通用、寶馬等，也都紛紛推出了混合動(dòng)力汽車，混動(dòng)似乎突然之間火了。

　　在糾結(jié)該不該買混動(dòng)汽車之前，不妨先讀讀這篇純技術(shù)文章。

　　混動(dòng)產(chǎn)生了哪些流派？這真是一個(gè)大問題。個(gè)人覺得有3個(gè)角度是可以論一論“流派”的：

　　1)系統(tǒng)構(gòu)型：行星齒輪派與非行星齒輪派

　　2)電池技術(shù)：鋰電池派與鎳氫電池派

　　3)電機(jī)技術(shù)：永磁同步派與感應(yīng)電機(jī)派

　　本文主要從電池技術(shù)的角度來捋一捋不同的混動(dòng)流派，電池技術(shù)哪家強(qiáng)呢？

　　鋰電池路線vs鎳氫電池路線

　　正如談純電動(dòng)避不開特斯拉一樣，談混合動(dòng)力的時(shí)候，也都要和豐田普銳斯進(jìn)行對比。

　　豐田普銳斯的混動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型堪稱完美，近20年都無需大改，沿用至今。但其在電池類型的選擇上，卻是另外一番景象——豐田一直以鎳氫電池為主，直至第4代普銳斯才提供了鋰電池與鎳氫電池兩個(gè)版本，鋰電池組，僅有56個(gè)Cells，而鎳氫電池組則有168個(gè)Cells，因此兩者在成本價(jià)格上相去不遠(yuǎn)，且輸出電壓也在伯仲之間，但鋰電池組的重量較鎳氫電池組輕了16公斤。與鋰電池相比，鎳氫電池有固有的劣勢，可以預(yù)見到，豐田在不遠(yuǎn)的將來，將不得不轉(zhuǎn)為以鋰電池為主。

　　而作為對比的通用，則從最原始的BAS系統(tǒng)（皮帶助力微混）到插電的沃藍(lán)達(dá)、以及SPARK電動(dòng)車，都堅(jiān)決采用了鋰電池路線。最近看過一篇很有意思的文章《原來特斯拉的電動(dòng)車技術(shù)來自于TA》，文中講到通用是鋰電池路線的倡導(dǎo)者，通用EV1項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人和特斯拉Roadster也頗有淵源。通用涉足電動(dòng)車的歷史可能要追溯到1990年（甚至更早），通用當(dāng)年推出了一款電動(dòng)車“Impact”，并提供給用戶進(jìn)行試用。

　　盡管該項(xiàng)目后來擱淺，試用的樣車也被盡數(shù)回收，但是通過該項(xiàng)目積累了大量的電動(dòng)車經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，用在后續(xù)的VOLT、BEV以及BOLT上。后續(xù)從VOLT開始，大規(guī)模使用鋰電池技術(shù)。即使只有0.5kWh電池的上一代君越eAssist，都采用了鋰電池，要知道同時(shí)代別的微混車都在用鉛酸。因此，通用在鋰電池應(yīng)用這一領(lǐng)域可謂占盡了先機(jī)，是第一個(gè)在所有從混動(dòng)到純電動(dòng)都使用鋰電池的廠家?？梢哉f，通用是鋰電池車用領(lǐng)域“第一個(gè)吃螃蟹的人”，這也是為什么要把通用單獨(dú)拎出來，作為“鋰電池派”的典型。

　　通用鋰電池派與豐田鎳氫電池派相比，有以下區(qū)別：

　　a)能量密度：

　　電池的主要用途是儲(chǔ)存能量，因此能量密度是電池的最重要參數(shù)，在這方面鋰電池對比鎳氫電池有較大的優(yōu)勢。以2012年推出的第三代普銳斯鎳氫電池為例，1.3kWh容量，重量卻達(dá)到53.3kg，能量密度才24.4Wh/kg；而同時(shí)代通用推出的VOLT，采用鋰電池，電池包容量16kWh，重量為181.4kg，能量密度為88.2Wh/kg，兩者能量密度差了差不多4倍。通用的最新產(chǎn)品，BOLT使用的電池包為LG的層狀電池60kWh，435kg，其能量密度達(dá)到了138Wh/kg，最近上市的君越混動(dòng)版本，采用了第二代Voltech，使用1.5kWh電池包，可為60kW和54kW的兩個(gè)電機(jī)提供動(dòng)力，功率密度可見一斑。

　　從這個(gè)角度來看，豐田還停留在中度混合動(dòng)力的階段，以短期降低油耗為目的，而對未來的戰(zhàn)略并不明朗；而通用是沖著深度混合動(dòng)力方向去的，甚至為純電動(dòng)做好了技術(shù)鋪墊，混合動(dòng)力-插電式-純電動(dòng)的技術(shù)路線已經(jīng)非常明確。

　　b)電池容量：

　　從電池容量來說，普銳斯的電池容量僅能提供不到10公里的純電動(dòng)行駛，而通用VOLT則可以提供多達(dá)60km的純電動(dòng)續(xù)駛里程。因此，豐田對于電池的思路就是輔助系統(tǒng)，而通用則把電池放到了和發(fā)動(dòng)機(jī)同等重要的位置上。也就是說，豐田的混合動(dòng)力還是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主，比如研發(fā)了阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，而通用的混合動(dòng)力則把電池放在了較為重要的地位。

　　c)電池管理技術(shù)水平

　　從技術(shù)角度，鋰離子電池系統(tǒng)比鎳氫電池系統(tǒng)要復(fù)雜，技術(shù)難度更大。鋰電池雖然能量密度高，使用壽命長，但對溫度更加敏感，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的熱管理系統(tǒng)。例如，通用第二代VOLT設(shè)計(jì)了多種模式的熱管理系統(tǒng)，可以用廢熱給電池加熱，也可以用空調(diào)給電池冷卻，設(shè)計(jì)非常節(jié)能和精妙，有效地增加了電池壽命和性能。而鎳氫電池對溫度敏感性較差，設(shè)計(jì)簡單的熱管理系統(tǒng)即可。另一方面，通用鋰離子電池包較大（比如VOLT電池容量是普銳斯的十多倍），使用更先進(jìn)的均衡技術(shù)、充放電控制技術(shù)等，使得Volt的電池組內(nèi)的溫度差可控制在2°C以內(nèi)，有力地支持了8年的電池組壽命保證期。

　　通用的凱迪拉克CT6電池管理技術(shù)來源于第二代Volt電池管理的技術(shù)基礎(chǔ)，也充分展示了在電池集成與管理方面的最高水平：由3段96S2P電池（96個(gè)電芯Cell，每個(gè)電芯包含2個(gè)電芯對Cell Pair）組成，外部由高壓壓鑄鋁板進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，內(nèi)部還包含必須的高低壓線束以及散熱管Thermal Plumbing，并在電芯間加入了水冷散熱鰭片，模塊化設(shè)計(jì)使得可以靈活配置電池組的外形與容量。

　　作為一名工程師，在我看來，特斯拉的電池管理水平已不低，但在通用這種“老司機(jī)”炫技一般的水平看來，還是略顯稚嫩。不僅特斯拉，豐田在電池管理技術(shù)上的投入也較少。鋰電池派與鎳氫電池派在電池管理水平上的差距，主要是由于豐田認(rèn)為電池處于輔助地位，自然投入的研發(fā)成本較低，以投入性價(jià)比為主；而通用則認(rèn)為電池是動(dòng)力系統(tǒng)的半壁江山，對電池及其管理技術(shù)進(jìn)行了深入研究。

　　不知道為什么，看到通用的雙行星齒排系統(tǒng)與電池管理系統(tǒng)，令人眼花繚亂，讓人感嘆鬼斧神工，這總是讓我想到另外兩個(gè)工程師向往的企業(yè)：摩托羅拉與索尼。不管怎么說吧，這技術(shù)水平是杠杠的。

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