專題
[摘要]從目前來看，當(dāng)支持5C倍率的車型尚不能有太多充電樁可以選擇時，6C的在實際應(yīng)用中似乎并沒有太大吸引力。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，單純的去卷充電倍率，將車端充電速度提升，而在樁端則沒有合理的配套，讓充電像加油同樣迅速也只能是句空話。
隨著新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，超充技術(shù)已經(jīng)成為解決電動汽車補能問題的關(guān)鍵。時間撥回到2022年，3C充電技術(shù)開始小規(guī)模應(yīng)用，在業(yè)內(nèi)興起快充浪潮。2023年快充技術(shù)從3C闊步邁向4C、5C時代，包括小米、極氪、問界、理想等旗下部分車型，已搭載4C或5C快充電池。然而進入2024年后，相關(guān)企業(yè)在超充、快充領(lǐng)域的產(chǎn)品和技術(shù)布局明顯加快。
值得關(guān)注的是，2024年電動汽車的充電速度正在卷向更新的高度，即6C倍率。有消息稱寧德時代計劃在下半年推出充電倍率達(dá)6C的快充電池，為麒麟電池的二代產(chǎn)品；同時三年未發(fā)布電池新品的比亞迪也宣布，公司6C電池正在研發(fā)中。而包括億緯鋰能、欣旺達(dá)、蜂巢能源等已經(jīng)發(fā)布自己的6C快充電池產(chǎn)品。巨灣技研、瑞浦蘭鈞等也公布了相關(guān)消息。
工信部裝備中心艾迪智聯(lián)總經(jīng)理李方正表示，超快充技術(shù)滿足消費者快速充電的需求，是新能源車未來充電技術(shù)的重要發(fā)展方向，建議加快推動超快充技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，持續(xù)完善超快充標(biāo)準(zhǔn)的制定。而對于超充電池市場前景，業(yè)內(nèi)也認(rèn)為比較樂觀。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，2030年國內(nèi)超充車型市占率有望從2023年的3%提升至52%，從而促進新能源車行業(yè)良性發(fā)展。
現(xiàn)如今，絕大多數(shù)的車企和電池企業(yè)，都在超充技術(shù)方面加速內(nèi)卷，力求早日實現(xiàn)新能源車充電和燃油車加油同樣的速度。但實際上向6C快充挺進需要強大的技術(shù)實力，不僅要在電芯材料層級進行改善，還要在電池系統(tǒng)層面持續(xù)升級。配套設(shè)施方面，如果單純的去卷電池充電倍率，將車端充電速度提升，而在樁端沒有合理配套，超充的普及也會成為空談。
6C超充電池加速卡位
普遍來講，動力電池充電時的C指的是充電倍率。理論上動力電池支持幾C的充電倍率就意味著可以在幾分之一個小時內(nèi)將電池充滿。如理想MEGA與全新極氪001分別搭載了寧德時代5C麒麟電池和5C神行電池，就可以實現(xiàn)12分鐘內(nèi)將電池從10%充到80%。但在實際充電過程中，通常以峰值倍率作為標(biāo)準(zhǔn)，最峰值倍率達(dá)到幾C，便可稱為幾C超充。
今年以來，新能源車正在加速挺進6C時代，這也意味著新能源車的充電速度又將迎來新的突破，即充滿一塊電池的時間理論上只需要六分之一小時，也就是10分鐘。今年6月份有消息透露，全球電池龍頭寧德時代計劃在今年下半年推出麒麟電池的二代產(chǎn)品，充電倍率達(dá)到6C的動力電池。寧德時代對此表示，6C充電倍率電池已在規(guī)劃中，發(fā)布時間待定。
寧德時代國內(nèi)乘用車事業(yè)部CTO高煥表示，我們已經(jīng)量產(chǎn)5C麒麟電池和5C神行電池，在量產(chǎn)車中實現(xiàn)了全球靠前的充電速度，因此關(guān)于超充產(chǎn)品打造這塊，寧德時代是有比較豐富的經(jīng)驗的。我相信后面類似的超充電池產(chǎn)品的開發(fā)時間會大幅度縮短。而事實上，目前新能源車行業(yè)連4C超充和5C超充都還沒有大面積普及，而寧德時代已經(jīng)開始布局6C了。
和寧德時代有相同想法的，還有另一家巨頭比亞迪。有消息稱，比亞迪在三年未發(fā)布電池新品之后，也在積極籌備推出自己的快充電池產(chǎn)品。目前比亞迪的二代刀片電池和6C電池均在研發(fā)之中，并計劃在下半年推出。比亞迪董事長王傳福曾提出，新能源車行業(yè)只有卷才能有技術(shù)的突破。這或許也預(yù)示著比亞迪剛剛卷完新能源汽車，又準(zhǔn)備下場卷超充電池。
而和比王、寧王發(fā)布時間依然待定不同的是，包括億緯鋰能、欣旺達(dá)等企業(yè)已先后發(fā)布自己的6C電池產(chǎn)品。6月18日，首屆鋰電池大會暨億緯鋰能23周年慶在惠州舉行，本次大會億緯鋰能發(fā)布了全場景鋰電池解決方案，涵蓋智慧生活、綠色交通、能源轉(zhuǎn)型及未來探索四大版塊，其中最引人關(guān)注的是當(dāng)屬億緯鋰能發(fā)布的大圓柱電池新品Omnicell全能電池。
億緯鋰能電池系統(tǒng)研究院院長江吉兵表示，該電池有著解決快充問題、解決低溫問題、解決耐用問題、綠色循環(huán)四大亮點。在快充上具備6C快充能力，實現(xiàn)全場景補能無憂。電芯采用超導(dǎo)傳質(zhì)技術(shù)，實現(xiàn)內(nèi)阻1.4mΩ，系統(tǒng)采用多面冷卻技術(shù)，實現(xiàn)70%換熱效率；助力實現(xiàn)充電5分鐘，續(xù)航300公里，即使在零下30度環(huán)境下充電10%到80%也只需25分鐘。
其實早在今年4月舉辦的CIBF展會上，欣旺達(dá)就已經(jīng)發(fā)布其6C電池新品。據(jù)悉欣旺達(dá)發(fā)布的第三代閃充電池3.0包括LFP欣星馳電池、NCM欣星耀電池兩大系列。欣旺達(dá)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，閃充電池峰值充電6C，平均充電4.5C，10分鐘可以把電量充到80%。即使是續(xù)航1000公里的電動汽車，10分鐘也可以充至800公里續(xù)航，為用戶帶來極致的體驗。
此外蜂巢能源也在今年7月發(fā)布了兩款快充產(chǎn)品。首先是基于磷酸鐵鋰體系的短刀5C超充電池。該產(chǎn)品能量密度達(dá)到了188Wh/kg，最高充電倍率可達(dá)5C，能在10分鐘內(nèi)完成從10%至80%的補能，預(yù)計今年12月量產(chǎn)上市。其次是基于三元鋰體系的6C超充電池，平均充電倍率可達(dá)5.2C，最高峰值倍率達(dá)到6C，能量密度達(dá)240Wh/kg，兼顧超充和超長續(xù)航。
除上述企業(yè)外，中創(chuàng)新航早在去年末就表示，公司將在今年第四季度量產(chǎn)支持6C充電倍率的46系大圓柱電池，同時充電10分鐘補能80%的5C電池也將在2024年量產(chǎn)裝車；長城汽車在今年5月表示，其4C超充能力電芯已開發(fā)完成，目前正在進行6C倍率超快充電芯的研發(fā)并已進入驗證階段。巨灣技研、瑞浦蘭鈞等也相繼公布在6C電池領(lǐng)域研發(fā)進展。
欣旺達(dá)動力研發(fā)副總裁李陽興認(rèn)為，從行業(yè)發(fā)展趨勢來看，無論是行業(yè)端還是消費者端對超充電池都有著巨大需求。行業(yè)端需要通過超充技術(shù)有效解決新能源車充電焦慮，而消費者端則需要超充技術(shù)提升用車體驗。他還提到，當(dāng)前用戶需求正在從追求超長續(xù)航轉(zhuǎn)向適度續(xù)航加上超級快充，2024年有望成為超充標(biāo)準(zhǔn)落地元年。不過話說回來，企業(yè)準(zhǔn)備好了嗎？
材料、系統(tǒng)多元體系升級
截至目前，雖然已有多家電池企業(yè)推出6C超充電池，卻并未傳出量產(chǎn)裝車的消息，這也表明當(dāng)前6C超充電池并不具備商業(yè)化條件。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，6C超充電池設(shè)計面臨著兩個極限挑戰(zhàn)：首先是在極限條件下，快速充電可能導(dǎo)致鋰離子在正負(fù)極隔膜之間快速移動，如果控制不當(dāng)可能引發(fā)安全問題；二是大功率充電對電芯體系化設(shè)計及熱管理提出更高要求。
因此要實現(xiàn)6C快充，不僅需要從電芯材料層級開始改善，還要在系統(tǒng)層面進行升級。有行業(yè)人士分析，想要實現(xiàn)6C快充并兼顧更高的能量密度，可能會采用鐵鋰加三元的混合材料體系，這將是行業(yè)中的重要新方向。消息透露，寧德時代的快充電池基本都在三元的基礎(chǔ)上摻雜了少量的鐵鋰材料，麒麟電池也是如此，這可以改善部分安全性和低溫倍率性能。
業(yè)界認(rèn)為，三元材料和磷酸鐵鋰材料的混合使用可以在某種程度上兼具二者部分優(yōu)點，在追求快充的同時，電池性能更加全面。同時快充電池需要搭配快充石墨、適用于快充的電解液以及隔膜等材料。行業(yè)專家表示，為實現(xiàn)6C快充必須要在電芯層面能夠扛得住，需要對材料體系進行創(chuàng)新，在壓實、面密度、內(nèi)阻等方面做好平衡，材料體系和工藝更加復(fù)雜。
與此同時，電池充電倍率越高，充電過程中產(chǎn)生的熱量就越多。為了抑制因高充電倍率產(chǎn)生的大量熱量，6C快充電池需要更強大的冷卻系統(tǒng)來保證其安全性。如此前寧德時代的麒麟電池架構(gòu)，核心便是大面積水冷技術(shù)。不同于平鋪在電芯底部的液冷系統(tǒng)，麒麟架構(gòu)是將液冷板置于電芯之間，這樣更大面積的散熱提升了電池包的散熱能力，保證了電池安全。
具體來看，麒麟電池重構(gòu)了冷卻系統(tǒng)，對冷卻系統(tǒng)進行了全新的排布設(shè)計。麒麟電池的冷板置于電芯與電芯之間，緊貼電芯大面，將傳統(tǒng)置于頂部的水冷系統(tǒng)做到電池的側(cè)面，從而使換熱面積擴大4倍，最大散熱功率達(dá)16kW，電芯控溫時間縮短至原來的50%。這才保證麒麟電池高倍率充電時冷卻效果。而麒麟電池延伸產(chǎn)品，估計也會采用類似的散熱方式。
此外比亞迪在電池系統(tǒng)散熱能力上的研發(fā)也正顯露出來，比亞迪最值得稱道的電池冷卻技術(shù)是使用冷媒直冷直熱。該系統(tǒng)利用制冷劑的蒸發(fā)散熱原理，通過空調(diào)系統(tǒng)將蒸發(fā)器直接安裝在電池包內(nèi)部或附近。制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)時吸收大量熱量，能夠高效地從電池組內(nèi)部移除熱量。且該系統(tǒng)與車輛空調(diào)系統(tǒng)整合度較高，可利用現(xiàn)成的車載空調(diào)壓縮機等設(shè)備。
其特點還包括可以快速啟動和高效制冷，大大縮短制冷時間，提高能效和制冷效果；可根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)制冷劑壓縮機的工作狀態(tài)，從而降低系統(tǒng)的能耗和噪音；直接從空氣中獲取熱量來完成制冷過程，不需要使用化學(xué)制劑和有害物質(zhì)，減少環(huán)境污染。前不久比亞迪發(fā)布第五代DM系統(tǒng)時對該系統(tǒng)進行改進。采用S型冷板設(shè)計后散熱面積更大，均溫性更好。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，雖然目前比亞迪的車型并不具備4C以上倍率的快充，但其在快充電池技術(shù)以及電池散熱系統(tǒng)方面的沉淀已趨于完善，比亞迪的風(fēng)格是官宣即量產(chǎn)，若當(dāng)其宣布4C乃至6C電池量產(chǎn)時，其冷媒直冷直熱技術(shù)或?qū)⒊蔀槠?C電池最顯著的標(biāo)志。事實上，即便各大企業(yè)都在備戰(zhàn)6C快充，但是支持超快充的電壓平臺以及充電樁建設(shè)卻比較滯后。
800V電壓平臺加速普及
事實上，不僅是電池材料體系和系統(tǒng)的變革，6C高充電倍率的動力電池，對汽車充電平臺和充電樁網(wǎng)路也提出了更高的要求。目前來看，由于快充電池技術(shù)迭代迅猛，400V平臺已經(jīng)不能滿足實際需求。為匹配4C及以上快充電池，800V高壓快充技術(shù)正在汽車端得到快速應(yīng)用和普及。業(yè)界認(rèn)為，今年20萬元級別的純電車，800V高壓快充將成為主流配置。
業(yè)內(nèi)認(rèn)為，800V平臺技術(shù)的優(yōu)勢在于電池組的電流和電壓都能夠達(dá)到更高水平，從而為車輛提供更強的動力和更高的續(xù)航里程。相較于傳統(tǒng)400V平臺，800V平臺在充電速度、能效和性能方面都具有顯著的優(yōu)勢。此外800V平臺技術(shù)還有助于減小電池組體積和重量。這也意味著在相同的續(xù)航里程下，車輛可以擁有更輕的重量，同時在成本方面也有所下降。
當(dāng)然，所謂的800V是個比較寬泛的概念。業(yè)內(nèi)人士指出，800V平臺并不是指整車的高壓電氣系統(tǒng)全時段都能達(dá)到800V，而是屬于平均值，整車的電壓范圍在550V—950V范圍內(nèi)都可以稱為800V高壓平臺。而目前大多數(shù)新能源汽車采用的400V平臺，整車電氣系統(tǒng)電壓范圍在230V至450V之間。不過好在，當(dāng)前已有不少車企基于800V平臺推出相關(guān)車型。
2022年由個別廠商試水后，2023年800V的戰(zhàn)爭正式拉響。目前小鵬、智己、起亞、埃安等品牌均已經(jīng)推出800V平臺產(chǎn)品，小鵬G6更把800V車型的價格拉到20萬元區(qū)間，成為普及800V概念的重要力量，但其551V及格線的水平也被大家質(zhì)疑。此外極氪、小米、廣汽埃安、東風(fēng)嵐圖、理想、蔚來、寶馬等新勢力或老牌廠商也公布800V車型落地計劃。
在各方勢力的推動下，未來800V高壓快充新能源車型銷量將迎來井噴。券商認(rèn)為，到2026年800V以上高壓平臺車型銷量預(yù)計達(dá)580萬輛，滲透率50%。2025年支持高壓快充的動力電池需求量將達(dá)350GWh，占國內(nèi)新能源車動力電池裝車量的59%。據(jù)民生證券預(yù)測，800V高壓快充行業(yè)在2030年的市場規(guī)模有望達(dá)到878億元，在動力電池領(lǐng)域形成新的藍(lán)海。
配套設(shè)施建設(shè)相對滯后
然而僅僅搭載800V平臺顯然還不夠。在車企的宣傳口徑上，部分車型開始支持4C乃至5C的快充，但實際體驗還需要充電樁的配合才能做到。然而如果將超充上升到4C乃至5C的充電倍率，充電功率則要達(dá)到360kW以上，4C超充樁的最大充電功率為480kW，最大充電電流為615A。此時充電樁數(shù)量就會變得稀少，尤其是支持5C倍率的充電樁更為罕見。
以理想MEGA為例，搭載寧德時代5C神行電池的理想MEGA是目前市面上少有的支持5C充電的車型之一，這一車型十分具有代表性。理想CEO李想曾在微博上表示，理想5C超充樁單樁峰值充電功率為520kW，平均充電功率400kW以上。用戶如果想享受到如此快捷的充電體驗，就需要5C倍率的充電樁。然而5C充電樁的數(shù)量，可用門可羅雀來形容。
以新能源車重鎮(zhèn)深圳為例，在理想APP上顯示，全市范圍內(nèi)支持480kW，也就是5C倍率的理想超充站的僅有三家，5C充電樁合計僅有3根。如果將理想汽車支持的所有第三方充電站放進去，深圳也只有15個超充站有支持480kW充電功率的站點。這也意味著即便用戶購買了支持4C、5C充電倍率的車型，由于當(dāng)下超充樁數(shù)量稀少，也很難有相應(yīng)的體驗。
好在車企和產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)都在努力解決這個問題，例如華為正在推動2024年部署超過10萬個全液冷超快充電樁，最大輸出功率600kW，最大電流600A；蔚來、極氪等企業(yè)也都在積極推進超充樁建設(shè)。但建設(shè)4C、5C乃至6C超充樁，又會涉及到電網(wǎng)容量問題，如果配儲則會導(dǎo)致成本抬升，單靠幾家企業(yè)難以解決。所以充電樁仍是制約超充應(yīng)用的重要障礙。
從目前來看，當(dāng)支持5C倍率的車型尚不能有太多充電樁可以選擇時，6C的在實際應(yīng)用中似乎并沒有太大吸引力。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，單純的去卷充電倍率，將車端充電速度提升，而在樁端則沒有合理的配套，讓充電像加油同樣迅速也只能是句空話。可見6C超充電池雖將成為新能源車重要發(fā)展趨勢。但對大部分消費者來說，短期內(nèi)還無法享受到它帶來的便利。
然而提前布局還是非常有必要的。寧德時代5C麒麟電池以及神行電池在多款純電車型上量產(chǎn)裝車后，其他新能源車企在高端純電市場的突破壓力陡然變大，因此三年未換代的刀片電池也將矛頭指向超快充，從而提升自己的核心競爭力。客觀來講，6C超充電池的推廣需要高電壓平臺打造、技術(shù)材料迭代、配套設(shè)施建設(shè)三者協(xié)同，才能打造穩(wěn)固的發(fā)展基石。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
1.本站遵循行業(yè)規(guī)范，任何轉(zhuǎn)載的稿件都會明確標(biāo)注作者和來源；2.本站的原創(chuàng)文章，請轉(zhuǎn)載時務(wù)必注明文章作者和來源，不尊重原創(chuàng)的行為我們將追究責(zé)任；3.作者投稿可能會經(jīng)我們編輯修改或補充。
熱點推薦
精選導(dǎo)讀
關(guān)注我們 關(guān)注微信公眾號，了解最新精彩內(nèi)容
