最近两年,全固态电池的消息越来越多。不少车企、电池企业都放出消息,固态电池已经进入落地阶段,预计几年内就会实现量产装车。很多已经买了纯电车,或者打算近期入手电车的人,心里都冒出同一个疑问:等固态电池大规模量产之后,我现在车上的液态锂电池,能不能拆下来,直接换成固态电池?

如果这件事可行,那现在买电车就没有后顾之忧。以后电池衰减了,直接升级固态电池,续航大幅提升,充电速度变快,安全性还更高,一台车可以开十几年不用换新车。但现实情况,并没有大家想象的这么简单。很多人只看到固态电池的优点,却忽略了电池更换背后整车结构、电控、底盘、成本等一系列硬性限制。今天我们抛开营销宣传,用普通人能看懂的大白话,把这件事讲透,同时讲清楚固态电池到底是什么,升级更换的难点在哪里,未来普通车主有没有机会实现电池升级。

一、先搞懂:全固态电池和现在车上的液态电池,差别到底在哪

现在市面上所有在售纯电车,搭载的基本都是液态锂电池。电池内部有电解液,是液态的物质,作用是让锂离子在正负极之间来回移动,完成充电和放电。这种电池技术成熟,产能充足,成本可控,也是过去十年新能源汽车普及的核心。但液态电解液有短板,高温环境下有起火风险,同时电池能量密度有天花板,想要更长续航,只能不断增加电池体积和重量。

全固态电池最大的变化,就是取消了液态电解液,改用固态电解质来传导锂离子。去掉液态电解液之后,固态电池优势很突出。第一,安全性提升,没有易燃液体,高温下发生热失控的概率大幅下降。第二,能量密度更高,同样体积的电池包,可以储存更多电量,车辆续航里程明显增加。第三,充电速度更快,支持更高功率快充。第四,电池循环寿命更长,正常使用衰减速度比液态锂电池慢。

很多人会简单理解,固态电池只是液态电池的升级版,就像手机换一块容量更大的电池,拆旧换新就能用。但两者不只是电芯本身不一样,电芯厚度、封装方式、内部散热设计、高压接口、保护逻辑全部都有区别。

液态电池工作过程会产生热量,所以电池包内部设计了水冷管路,依靠冷却液循环带走热量。固态电池的发热特性不一样,热管理方案需要重新设计。简单来说,两者的“工作环境要求”完全不同。

除此之外,固态电芯的电压特性、充放电曲线,和液态电芯不一样。车辆上有一套BMS电池管理系统,它的作用就是实时监控每一块电芯电压、温度,控制充电、放电,防止过充过放。BMS程序是针对原车液态电池标定开发的。如果直接换上固态电芯,原车BMS识别不了新电池的工作状态,没有办法正常管控电池,轻则充电异常,重则引发故障,甚至损坏电池。

二、核心问题:为什么不能直接拆液态电池包,换上固态电池包

很多车主以为,电池包就是一个独立大盒子,把旧盒子拆下来,装上新的固态电池盒子,接好线路就可以正常行驶。实际上电池包不是独立配件,是整车开发阶段就一体化设计的核心部件,和底盘、车身、电控、高压系统深度绑定。我们分几个层面讲清楚难点。

第一,底盘结构和安装点位不匹配。现在绝大多数电车,电池包是安装在底盘下方,属于底盘的一部分,也就是常说的CTC或者CTB车身电池一体化方案。车辆在设计的时候,底盘预留的空间、固定螺丝位置、承重结构,全部按照原厂液态电池包尺寸、重量设计。

固态电池包就算容量相同,电芯堆叠方式、外壳厚度、整体重量都会变化。就算外形尺寸勉强接近,电池包重量改变之后,整车轴荷分配、重心位置发生变化,车辆的刹车性能、悬架受力、操控特性都会改变。底盘承重结构没有经过重新设计和验证,存在安全隐患。

就算是早期非一体化底盘的车型,电池包单独布置,高压连接器、冷却管路接口位置也不一样,很难直接对接原车管路。

第二,整车电控、BMS软件需要重新开发标定。BMS电池管理系统是电池的大脑,每一套BMS都是针对对应型号电池定制开发。固态电池充放电特性不同,充电截止电压、放电下限、温度保护阈值都不一样。原车BMS程序无法适配固态电池,没有办法精准管控电芯。

想要适配,电池厂商和车企要联合做大量测试标定,重新编写整套BMS软件,还要做整车耐久、安全测试。这不是简单刷一下车机系统就能搞定,需要大量资金和时间投入。车企不会为几年前已经停产的老车型,专门开发一套固态电池适配程序。

第三,整车高压部件需要同步更换。电池是整车高压系统的源头,更换电池之后,高压配电盒、OBC车载充电机、DC-DC转换器,都要匹配固态电池的电压平台。固态电池很多版本电压平台和现有液态电池不同,如果原车高压部件耐压、功率不匹配,充电、供电都会出问题。更换这一整套高压配件,成本会急剧上升。

第四,整车安全认证法规门槛。一台汽车上市销售,需要完成全套碰撞、电气安全、电池安全测试,拿到合规认证。如果私自更换不同类型的电池包,整车电气结构、底盘结构改动,车辆原本的安全认证失效。

私自改装更换电池,首先属于改动车辆核心结构,不符合法规要求。一旦发生交通事故,保险公司可以拒赔。同时改装之后的电池系统没有经过完整安全测试,存在很大安全风险。这里要区分,车企官方的原厂电池更换,和第三方改装升级,完全是两回事。原车同款电池衰减之后,更换同型号原厂电池包,属于正常维修,不属于改装升级。

第五,成本问题,就算技术可行,普通车主也很难承担。固态电池刚量产阶段,生产成本会远高于液态锂电池。再加上BMS标定、高压配件更换、底盘改造、整车测试,整套升级的费用,很可能接近半台车的价格。这个成本对于绝大多数车主来说,完全没有性价比。

三、两种情况分清:原厂电池包更换 VS 第三方改装升级

很多人会混淆两个概念,这里分开说明。

第一种,原厂维修更换同型号液态电池包。车辆使用多年,电池衰减到一定程度,在质保范围内,可以由车企售后更换原厂同款液态电池包。电池型号、规格、BMS完全一致,直接替换,这是合规的维修方案,也是现在很多电车车主可以享受到的服务。但是这个只是换新同款电池,不是升级固态电池。

第二种,升级换成固态电池。目前来看,车企不会给老款车型提供固态电池升级方案。车企的产品开发逻辑,是固态电池会搭载在全新开发的车型上。新车从底盘、车身、电控、BMS全部围绕固态电池重新设计。老车不在适配计划内。

可能有人会问,未来会不会有第三方改装厂做固态电池升级?从法规和安全层面,这条路很难走通。汽车属于特种设备,核心动力系统改动,国内法规管控严格。第三方企业没有能力完成全套整车安全测试和认证。这种改装项目,很难合法落地。就算有小作坊尝试改装,风险极高,保险、质保全部失效,不推荐任何车主尝试。

四、固态电池量产之后,对现有电车车主意味着什么

固态电池落地,不是让老车全部升级,更多是新款车型受益。我们分几个角度,讲清楚对现有电车用户的实际影响。

第一,新车产品力提升。搭载固态电池的新款电车,续航更长,充电更快,安全性提升。消费者买新车,有更好的选择。

第二,带动液态电池技术迭代,降低成本。固态电池量产带来产业链技术进步,反过来推动现有液态锂电池持续优化,成本进一步下降。未来液态电池维修更换的价格,会比现在更低。老电车后期换同款电池,花费会变少。

第三,二手电车市场不会出现颠覆性变化。不少人担心,固态电池量产之后,现在的电车直接贬值崩盘。实际不会这么极端。燃油车发展一百多年,发动机技术不断迭代,老款燃油车依旧正常流通。固态电池新车上市,会慢慢挤占市场,但液态电池车型保有量巨大,维修配套体系成熟,依旧可以正常使用。老电车贬值会平稳过渡,不会一夜暴跌。

第四,电池租赁方案会持续优化。部分车企提供电池租赁服务,车和电池分开购买。即便如此,电池租赁方案,也只能更换同规格原厂电池,不能跨技术体系升级固态电池。

五、大家比较关心的几个常见疑问

疑问1:固态电池有没有可能做成标准化电池包,适配多款老车型?

很难。电池包标准化,只能做到同技术体系、同平台车型之间兼容。液态电池和固态电池热管理、电气特性差异太大,无法通用。就像燃油车,柴油发动机和汽油发动机,没办法简单互换。

疑问2:固态电池完全没有安全隐患吗?

固态电池安全性相比液态锂电池有明显提升,但不等于绝对不会出问题。固态电解质在破损、极端高压穿刺等场景,依旧存在失效风险。只是发生热失控的难度更高,风险更低,不是完全零风险。

疑问3:现在要不要观望固态电池,暂时不买电车?

看个人用车需求。如果现在就有用车需求,日常通勤,家用代步,液态电池电车技术成熟,配套充电桩完善,完全可以入手。固态电池大规模普及,还有一段时间,初期新车售价偏高。如果用车不急,可以等固态电池车型上市之后,对比新款车型再做决定。

六、什么样的电池升级未来有可能实现,哪些基本不可能实现

大概率可以实现:同平台、同技术体系下,升级容量更高的液态电池包。前提是车企官方推出原厂升级方案,整车电控、底盘经过验证,合规升级。部分车企曾经针对部分车型,推出过原厂电池容量升级服务,但是这种案例不多,受车型平台限制。

几乎不可能实现:老款液态电池车型,原厂推出固态电池升级包。整车改动量太大,开发成本、测试成本过高,商业上没有可行性。

话题讨论

固态电池量产落地之后,现有液态电池电车很难直接换装固态电池。如果你现在正在考虑买电车,会不会因为等待固态电池新车而推迟购车?你觉得未来车企会不会推出官方的电池容量升级服务?欢迎在评论区分享你的看法,点赞关注账号,持续分享新能源车真实科普内容,买车用车不踩坑。

免责声明:本文内容基于固态电池现有技术公开资料科普,仅供参考。固态电池量产进度、技术落地方案以各大电池企业及车企官方信息为准。车辆改装需遵守法律法规,切勿私自改动车辆高压及电池系统。