德國《車評》，2023年2月17日

作者：Luca Leicht

編譯者：劉曉毅博士，觀昱機電技術（上海）有限公司CEO

在特斯拉一直采用圓形電芯同時，尤其德國的廠家依然用方形電芯或者軟包電芯。 中國的電池和汽車制造商比亞迪開辟了一條新的道路，開發出六邊形的“圓電芯”。

圖1比亞迪漢的電池專利（源自《車評》）

如常常發生的， 工程師們在開發電池時，從大自然激發出創意， 因此產生了圓形電芯， 只有這樣， 才能充分利用空間、 并提高電池的可靠性， 如果不是這樣的話， 生產電芯比起圓形電芯來說，是不可比擬的復雜， 當然， 這是從單個電芯來看的話。當把圓形電芯組裝成電池包時， 形成其中空隙， 這些空隙導致冷卻效率下降、 空間利用率減小因此功率（能量）密度降低。

圖2六邊形電芯（源自《車評》， 應是比亞迪專利文件的圖片（譯者注））

比亞迪申請了一個專利，因此解決了上述問題，也是受到大自然的啟發。創意是：六邊形的電芯，然后如同蜂巢一樣排列，由此而組成所謂“刀片電池”，準確地說，這是指六邊形的方形電芯。

圖3六邊形電芯與圓形電芯的對比（源自《車評》）

尤其是從電芯頂部看去，這種蜂巢式排列的優點顯而易見。對比圓形電芯，其中空隙不見了（這些空隙完全被利用起來），因此可以注入更多的電解液來提高電芯壽命，此外， 六邊形電芯使得電池包更加穩固、擁有更好的防撞性能。

比亞迪專利指出電芯的高度介于60至150毫米，直徑15至60毫米。具體地說，高度90毫米，直徑為40毫米，按照通常的命名邏輯，比亞迪的六邊形電芯稱為4090電芯。

比亞迪的磷酸鐵鋰4090電芯，在尺寸上有別于特斯拉的4680電芯，美國人的是更厚（直徑）、更小（高度），比亞迪的六邊形電芯和特斯拉的4680電芯都比市場上通常的電芯要大些。比亞迪的六邊形電芯采用磷酸鐵鋰材料、特斯拉的圓形電芯采用三元材料（鎳、錳、鈷），以此得到的能量密度：特斯拉約為244Wh/kg, 而比亞迪的為290Wh/kg（比亞迪的專利未公開這個數據、依據理論推算出）。

圖4六邊形電芯電極布置（源自《車評》， 應是比亞迪專利文件的圖片（譯者注））

另外一個六邊形電芯的特征是它的電極。不同于通常的電芯，電極布置在上、下端，六邊形電芯的陰極、陽極均布置在電芯上方，陰極（22）位于中間，陽極（21）分為三部分布置在邊上， 這樣設計的方式， 可以使電芯更簡單、 更防止短路。

再說電池包，比亞迪的專利里采用基于蜂巢形的鋁外殼，這種結構也用于比亞迪的“刀片電池”。這樣，比亞迪的電池包擁有80%至90%的電芯含量，別的電池包電芯含量僅為約60%。這樣的刀片電池尺寸96厘米長、9厘米高、1.35厘米厚，按照4090電芯尺寸，電池包至少有約9厘米的空間用于外殼和冷卻。總體來說，這樣的電池包依然很“苗條”，對比梅賽德斯的EQ車型，大多數多出20厘米。

進一步的優點：蜂巢結構擁有非常好的穩定性，并更便于Cell-to-Pack(CTP)或者Cell-to-Chassis(CTC)的電池包設計，這意味著，不需要先把電芯組成模組，然后才由模組組成電池包，而是直接由電芯組成電池包（編譯者注：目的是降低成本、減輕重量）。特斯拉的4680電芯就是這樣組成電池包的、寶馬計劃2025年新一代電池包設計采用Cell-to-Open-Body方案。

比亞迪的六邊形電芯解決了許多問題、使電池包有更好的穩定性、更長的壽命、更好的效率。擁有蜂巢結構（六邊形電芯）的電池包是否能夠大規模工業化生產，令人拭目以待，這也是傳統圓形電芯的至今無法超越的優點。

編譯者 劉曉毅博士（觀昱機電技術（www.costkey-solutions.com）創始人、CEO），德國戴姆勒集團（奔馳汽車）20多年新生產工藝、整車企劃（含新能源汽車）和成本工程；德國物理學家獎獲得者；工信部“長風計劃”新能源與智能網聯汽車產業智庫專家；長城汽車技術中心高層技術管理；中國工信出版集團“國之重器出版工程”重點圖書《制造企業的成本工程體系》作者；上海交通大學電子信息與電氣工程學院研究生企業導師；同濟大學汽車學院客座教授; 工信部人才交流中心/中國汽車產業培訓基地/高頓財稅學院成本工程特聘講師；蓋世汽車《劉曉毅專欄》作者；CostKey是觀昱機電技術自主開發的國內首個云端企業級成本工程SaaS軟件系統， 獲得上海市科委創新基金獎。

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