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超级快充电池在电动汽车领域的发展

2023-12-14 13:09:25
来源:智能电池科技
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总体来看,我国电动汽车零售渗透率逐步提升,已连续7个月保持在30%以上。从增速来看,电动汽车渗透率增速逐渐放缓,下游市场需求减弱。

这意味着对于整个行业来说,为了进一步满足市场需求、扩大市场份额,需要提高车辆性能、降低成本。

其中,动力电池是整车中最重要的系统,占整车成本的30%~40%。其在技术和产品上的创新和突破在整车中发挥着至关重要的作用。

超级快充电池市场现状

从电池端整体发展历史来看,动力电池已经基本解决了安全性能问题,续航里程普遍超过600公里,甚至可以超过1000公里,逐步解决续航焦虑。

因此,能够有效打破终端续航里程焦虑和能量补充焦虑,进一步缩短充电时间,成为提高电动化普及率的重要维度。快充成为不少企业加大布局的技术场景。

目前,电动汽车快充技术已进入激烈的市场竞争和基础设施普及阶段。宁德时代、蜂巢、亿纬锂能等国内前十大锂离子电池厂商成员均推出快充电池解决方案。

电池企业在快充电池领域的加速布局,将带动快充电池的量产和市场化进程。

超级快充电池的趋势

随着快充技术成为解决电动汽车便捷充电问题的突破口之一,电池企业纷纷加大布局,这也推动了快充电池技术产品的不断迭代更新。

目前快充电池主要在产品性能、技术路径和市场布局上呈现三大趋势。

首先,为了解决终端需求的能量补充焦虑,不少电池企业提高充电倍率以减少充电时间。

从电池企业的产品布局来看,4C+快充或将成为未来的主流路线。

进入2021年,快充电池已进入技术成熟阶段,电池企业不断提高电池容量配比以抢占市场先机。

此前,CATL于2022年6月发布了CTP3.0麒麟电池,具有4C快充能力。近日,宁德时代宣布搭载理想MEGA车型,该车型已具备5C充电能力。

此外,中航锂电、蜂巢科技、大湾科技等也纷纷宣布产品从4C向6C迈进。大湾科技发布的“凤凰电池”甚至可以实现最快的8C超快充。

充电倍率的提高对电芯内阻以及电池的热管理系统提出了更高的要求。

一方面内阻越低越好,可以减少电芯发热;另一方面,电池组的热管理系统必须特别优秀,以最大限度地发挥散热能力。

因此,为了在保证电池安全的同时提高快充电池的充电速率,各动力电池企业也围绕材料创新和整包热管理“大展拳脚”。

其次,随着电池企业不断升级技术和产品迭代,快充电池将会有更多不同类型、不同价格的型号。

虽然目前不少企业都在推广超级快充电池,但在成本压力下,超级快充适合售价25万元以上的中高端车辆。

随着铁锂快充电池逐渐“崛起”,电池成本降低,这将使快充电池能够应用于价格较低的车型。

8月,宁德时代发布全球首款磷酸铁锂4C超级充电电池——深行电池,可实现“充电10分钟,续航400公里”,突破低温快充极限。

值得一提的是,神行电池与宁德时代此前发布的麒麟电池(过充)不同。申行电池主打经济型市场,未来主要覆盖15万-30万元纯电动车型。这可能会导致快充机型的价格“下降”。

除了中国磷酸铁锂动力电池十大厂商之一的宁德时代之外,国轩高科也推出了包含铁锂技术的快充电池。

中航锂电此前向小鹏G6供应的快充电池是基于800V高压平台开发的新一代铁锂电池和中镍高压三元锂电池。

蜂巢龙鳞电池兼容铁锂、三元、无钴等全化学系统解决方案,续航里程高达1000+KM,覆盖1.6C-6C快充系统。

国轩高科L600启辰电芯采用磷酸铁锰锂技术路线,容量为223Ah,可实现240Wh/kg的质量能量密度,实现18分钟快充。

第三,随着电动汽车市场和动力电池市场都进入激烈竞争阶段,快充电池的量产和车载搭载正在加速。

2023年起,“充电5分钟,续航200公里”的超级快充解决方案在车辆上密集搭载。一方面,新造车厂商纷纷将快充作为旗下车型的标配。

例如蔚来,一家专注于换电的车企,其800V车型ES6只需12分钟即可充电10%-80% SOC,并将于5月25日交付;MEGA也将于今年12月正式发布,明年1月开始在店内展示汽车,明年2月开始向用户交付。

另一方面,一些企业的快充电池即将进入量产。例如,宁德时代神行超级充电电池将于今年年底完成量产;

EVE的4695大型圆柱电池将于今年第三季度量产交付。采用3-4C快充核心和大面积液冷技术,支持超快充电。

超级快充广泛应用的可能性

尽管电池端技术已经成熟,但快充电池的推广应用仍需要车辆、电池、充电桩的配合。

快速充电作为一个高度复杂的系统工程,需要从三个电量等级到充电桩、电网层面进行新的调整。

从车企角度来看,多家车企相继推出800V高压电气架构和450kW以上超级快充。该方案下的快充电池被认为是能量补充的最佳解决方案之一。

目前,Tesla, Xpeng, NIO, Ideal, BAIC Jihu, Changan Avita, and BYD 等多家中国主流车企均已推出或计划推出800V高压平台及搭载车型。

在匹配800V高电压平台的电池解决方案提供商中,包括CATL、CALB、BYD、EVE、Gotion Hi-Tech等都提供相应的产品。

然而,800V高电压平台解决方案需要汽车公司和电气电子公司系统升级电池单体和系统、各种高电压组件的绝缘和耐电压水平,以及铜排的导电和耐高温能力。

受技术、成本和充电网络建设等困难的限制,大规模普及800V高电压快速充电仍需很长时间。

结论

根据不完全统计,目前只有约3%的电动汽车配备了800V高电压平台,车辆价格超过25万元人民币。这意味着许多汽车制造商仍然使用400伏中低电压平台架构。

除了汽车公司,支持超级充电桩也是实现快速充电的一个主要问题。目前市场上只有少数几个充电桩可以真正实现过充电,主要的充电功率仍然是120/180千瓦,这仍然太少了。

尽管一些公司如华为和VMware推出了适用于800V高电压的产品,但在800V高电压平台的汽车尚未成为主流配置的前提下。

充电桩行业仍处于政策驱动向市场驱动的阶段,建设和运营超级充电桩的成本也是许多公司感到“望而却步”的原因。

可以看出,未来对于电池公司来说,如何与汽车公司和充电桩公司建立联系,实现快速充电技术的普遍成本降低,将成为快速充电领域的竞争和发展方向的焦点。

责编:盈盈
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