2023年,中國(guó)新能源車(chē)進(jìn)入到行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
整體來(lái)看,新能源車(chē)國(guó)內(nèi)零售滲透率逐步提升,且已經(jīng)連續(xù)7個(gè)月高于30%,8月新能源車(chē)國(guó)內(nèi)零售滲透率已達(dá)37.3%;而在增速方面,新能源車(chē)滲透率增速逐漸趨緩,下游市場(chǎng)需求減弱。
這意味著對(duì)于整體產(chǎn)業(yè)而言,想要進(jìn)一步滿足市場(chǎng)需求、擴(kuò)大市場(chǎng)份額,需要提高整車(chē)性能的提升以及成本的下降。
其中,動(dòng)力電池作為整車(chē)中最重要的系統(tǒng),占整車(chē)成本30%~40%,其在技術(shù)、產(chǎn)品上的發(fā)創(chuàng)新與突破對(duì)整車(chē)起到了至關(guān)重要的作用。
從電池端整體發(fā)展沿革來(lái)看,目前動(dòng)力電池已經(jīng)基本上解決了安全性能問(wèn)題,且在續(xù)航上已普遍突破600公里,甚至可突破1000公里,逐步化解續(xù)航焦慮。
因而能夠有效打破終端里程焦慮、補(bǔ)能焦慮,進(jìn)一步縮短充電時(shí)間,成為當(dāng)前提升電動(dòng)化滲透率的重要維度,快充成為眾多企業(yè)加碼布局的技術(shù)場(chǎng)景。
目前來(lái)看,電動(dòng)車(chē)快充技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)鏖戰(zhàn)與基礎(chǔ)設(shè)施普及階段。寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、億緯鋰能、欣旺達(dá)、孚能科技、巨灣技研等主流電池企業(yè)紛紛推出快充電池解決方案。
高工鋰電注意到,電池企業(yè)在快充電池領(lǐng)域加快部署將帶動(dòng)快充電池的量產(chǎn)及市場(chǎng)化進(jìn)程;此外,寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、蜂巢能源等頭部企業(yè)布局鐵鋰快充技術(shù)路線有望滲透更多快充車(chē)型。
快充電池“三大趨勢(shì)”
隨著快充技術(shù)成為解決電動(dòng)汽車(chē)充電便捷性的突破口之一,電池企業(yè)紛紛加碼布局,這也促進(jìn)了快充電池的技術(shù)產(chǎn)品不斷迭代更新。高工鋰電觀察到,目前快充電池在產(chǎn)品性能、技術(shù)路徑和市場(chǎng)布局上,主要呈現(xiàn)出三大趨勢(shì)。
其一,為了解決終端需求的補(bǔ)能焦慮,多家電池企業(yè)提高充電倍率來(lái)降低充電時(shí)間。從電池企業(yè)的產(chǎn)品布局來(lái)看,未來(lái)倍率4C+快充或成為主流路線。
隨著2021開(kāi)始,快充電池進(jìn)入技術(shù)成熟階段,電池企業(yè)為了搶占市場(chǎng)機(jī)遇不斷提高電池的容量倍率。此前寧德時(shí)代2022年6月發(fā)布CTP3.0麒麟電池,具備4C快充能力,而近期寧德時(shí)代宣布搭載理想MEGA車(chē)型,已經(jīng)具備5C充電能力。
此外,中創(chuàng)新航、蜂巢能源、巨灣技研等也紛紛宣布產(chǎn)品由4C向6C邁進(jìn),巨灣技研今年發(fā)布的“鳳凰電池”甚至可實(shí)現(xiàn)最快8C極速充電。
充電倍率的提高對(duì)電芯的內(nèi)阻、電池的熱管理系統(tǒng)提出了更高要求。一方面,內(nèi)阻越低越好,能夠減少電芯發(fā)熱;另一方面,電池包熱管理系統(tǒng)要特別優(yōu)異,能夠最大效率地提高散熱能力。
因而,為了在保障電池安全的前提下提高快充電池充電倍率,各家動(dòng)力電池企業(yè)也圍繞材料創(chuàng)新及整包熱管理兩方面“大展身手”。
例如,熱管理方面,寧德時(shí)代的麒麟電池將液冷系統(tǒng)和隔熱墊集成于多功能彈性?shī)A層中置于電芯之間,相對(duì)于傳統(tǒng)的整塊鋪設(shè)在電芯上方的液冷板方案,換熱面積擴(kuò)大了4倍,電芯的控溫效率提升了50%。
蜂巢能源在正極材料上采用前驅(qū)體定向生長(zhǎng)的精密控制技術(shù),將電芯內(nèi)部阻抗降低10%以上,負(fù)極材料采用液相包覆技術(shù),在石墨表面包覆無(wú)定形碳,進(jìn)一步將電芯阻抗降低至20%負(fù)極。
其二,隨著電池企業(yè)在技術(shù)端的不斷升級(jí)以及產(chǎn)品迭代,快充電池將配套更多不同類(lèi)型和價(jià)格車(chē)型。
雖然目前很多企業(yè)都在推超級(jí)快充電池,但在成本壓力下,超級(jí)快充適配于價(jià)格25萬(wàn)以上中高端車(chē)輛。隨著鐵鋰系快充電池正逐步“崛起”,電池成本降低,這將實(shí)現(xiàn)快充電池在更低價(jià)格車(chē)型的配套。
8月,寧德時(shí)代發(fā)布了全球首款磷酸鐵鋰4C超充電池——神行電池,可實(shí)現(xiàn)“充電10分鐘,續(xù)航400公里”,突破低溫快充限制,做到全溫域快充,且續(xù)航里程達(dá)700公里以上。
值得一提的是,神行電池與此前寧德時(shí)代發(fā)布的麒麟電池(超充)不同,神行電池主打經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),未來(lái)主要覆蓋15萬(wàn)—30萬(wàn)元的純電車(chē)型。這或許將引領(lǐng)快充車(chē)型價(jià)格“下探”。
除了寧德時(shí)代,中創(chuàng)新航、蜂巢能源、國(guó)軒高科也都推出了包含鐵鋰系技術(shù)路線快充電池。
中創(chuàng)新航此前配套小鵬G6的快充電池是基于800V高壓平臺(tái)研制的全新一代鐵鋰電池和中鎳高壓三元鋰電池,10%-80%補(bǔ)能快至19min,實(shí)現(xiàn)充電10分鐘,續(xù)航300km。
蜂巢能源的龍鱗甲電池可兼容鐵鋰、三元、無(wú)鈷等全化學(xué)體系方案,續(xù)航里程最高可達(dá)1000+KM,覆蓋1.6C-6C快充體系。
國(guó)軒高科L600啟晨電芯采用了磷酸錳鐵鋰技術(shù)路線,容量為223Ah,可以實(shí)現(xiàn)240Wh/kg的質(zhì)量能量密度,做到18分鐘快充。
其三,隨著新能源車(chē)市場(chǎng)以及動(dòng)力電池市場(chǎng)雙雙進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)白熱化階段,快充電池上演量產(chǎn)、裝車(chē)“加速度”。
2023年以來(lái),“充電5分鐘,續(xù)航200km”的超級(jí)快充方案密集裝車(chē)配套。一方面,以“蔚小理”為首的造車(chē)新勢(shì)力車(chē)企紛紛將快充導(dǎo)入車(chē)型標(biāo)配。
如蔚來(lái)ES6的800V車(chē)型僅需12分鐘充電10%-80% SOC,于5月25日開(kāi)啟交付;小鵬G6搭載中創(chuàng)新航快充電池于今年6月正式上市;搭載5C麒麟電池的理想MEGA也將于今年12月正式發(fā)布,明年1月開(kāi)始展車(chē)進(jìn)店,并于明年2月開(kāi)始向用戶交付。
另一方面,部分企業(yè)的快充電池也即將迎來(lái)量產(chǎn)。如寧德時(shí)代的神行超充電池、蜂巢能源的蜂巢能源都將于今年年底完成量產(chǎn);
億緯鋰能4695大圓柱電池將于今年三季度量產(chǎn)交付,采用 3-4C 快充電芯與大面液冷均溫技術(shù),支持超快充。
快充“普惠”,還有多遠(yuǎn)?
即使電池端技術(shù)已然成熟,快充電池的推進(jìn)和應(yīng)用仍需要車(chē)、電池、充電樁的多方面的配合。作為一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,快充從三電、到充電樁、電網(wǎng)層面都需要全新調(diào)整。
從車(chē)企方面來(lái)看,多家車(chē)企都陸續(xù)推出了800V高壓電氣架構(gòu)以及450kW以上的超級(jí)快充。此種方案下配套快充電池被視為補(bǔ)能最優(yōu)解之一。
目前已有特斯拉、小鵬、蔚來(lái)、理想、北汽極狐、長(zhǎng)安阿維塔、比亞迪等多家國(guó)內(nèi)主流車(chē)企推出或計(jì)劃推出800V高壓平臺(tái)以及搭載車(chē)型。
匹配800V高壓平臺(tái)的電池方案商中,寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、比亞迪、億緯鋰能、國(guó)軒高科等均提供有相應(yīng)產(chǎn)品。
然而,800V高壓平臺(tái)方案需要車(chē)企及三電企業(yè)對(duì)電芯及系統(tǒng)、各高壓零部件的絕緣、耐壓等級(jí),銅排的載流、耐高溫能力設(shè)計(jì)等進(jìn)行系統(tǒng)性升級(jí)。受限于技術(shù)、成本以及超充網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等難題,800V高壓快充的大規(guī)模普及仍需要較長(zhǎng)時(shí)間。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前只有3%左右的新能源汽車(chē)搭載了800V高壓平臺(tái),而且車(chē)價(jià)都在25萬(wàn)元以上,也就是說(shuō)很多主機(jī)廠仍然采用400伏的中低壓平臺(tái)的架構(gòu)。
除了車(chē)企方面,超充電樁的配套也是真正實(shí)現(xiàn)快充的一大難題。目前市場(chǎng)上能夠真正實(shí)現(xiàn)超充充電樁仍為少量分部,主力充電功率仍然是120/180kW還是太少。
盡管華為、威睿等少數(shù)企業(yè)已經(jīng)推出了可適用于800V高壓的產(chǎn)品,在800V高壓平臺(tái)的車(chē)還未成為主流配置的前提下,以及充電樁行業(yè)仍處于政策驅(qū)動(dòng)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的階段,建設(shè)和運(yùn)營(yíng)超充電樁的成本問(wèn)題也是眾多企業(yè)“望而卻步”的原因。
可以見(jiàn)得,在未來(lái),對(duì)于電池企業(yè)而言,如何與車(chē)企、充電樁企業(yè)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)快充技術(shù)普惠性降本、將成為快充賽道的競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)與發(fā)展方向。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:動(dòng)力電池超級(jí)快充技術(shù)“加速跑”
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