超級快充電池在電動汽車領域的發(fā)展

發(fā)布日期:2023-12-16

核心提示:總體來看,我國電動汽車零售滲透率逐步提升,已連續(xù)7個月保持在30%以上。從增速來看,電動汽車滲透率增速逐漸放緩,下游市場需求

總體來看,我國電動汽車零售滲透率逐步提升,已連續(xù)7個月保持在30%以上。從增速來看,電動汽車滲透率增速逐漸放緩,下游市場需求減弱。
  這意味著對于整個行業(yè)來說,為了進一步滿足市場需求、擴大市場份額,需要提高車輛性能、降低成本。

  其中,動力電池是整車中最重要的系統(tǒng),占整車成本的30%~40%。其在技術和產(chǎn)品上的創(chuàng)新和突破在整車中發(fā)揮著至關重要的作用。

超級快充電池市場現(xiàn)狀

  從電池端整體發(fā)展歷史來看,動力電池已經(jīng)基本解決了安全性能問題,續(xù)航里程普遍超過600公里,甚至可以超過1000公里,逐步解決續(xù)航焦慮。

  因此,能夠有效打破終端續(xù)航里程焦慮和能量補充焦慮,進一步縮短充電時間,成為提高電動化普及率的重要維度??斐涑蔀椴簧倨髽I(yè)加大布局的技術場景。

  目前,電動汽車快充技術已進入激烈的市場競爭和基礎設施普及階段。寧德時代、蜂巢、億緯鋰能等國內(nèi)前十大鋰離子電池廠商成員均推出快充電池解決方案。

  電池企業(yè)在快充電池領域的加速布局,將帶動快充電池的量產(chǎn)和市場化進程。

超級快充電池的趨勢

  隨著快充技術成為解決電動汽車便捷充電問題的突破口之一,電池企業(yè)紛紛加大布局,這也推動了快充電池技術產(chǎn)品的不斷迭代更新。

  目前快充電池主要在產(chǎn)品性能、技術路徑和市場布局上呈現(xiàn)三大趨勢。

  首先,為了解決終端需求的能量補充焦慮,不少電池企業(yè)提高充電倍率以減少充電時間。

  從電池企業(yè)的產(chǎn)品布局來看,4C+快充或?qū)⒊蔀槲磥淼闹髁髀肪€。

  進入2021年,快充電池已進入技術成熟階段,電池企業(yè)不斷提高電池容量配比以搶占市場先機。

  此前,CATL于2022年6月發(fā)布了CTP3.0麒麟電池,具有4C快充能力。近日,寧德時代宣布搭載理想MEGA車型,該車型已具備5C充電能力。

  此外,中航鋰電、蜂巢科技、大灣科技等也紛紛宣布產(chǎn)品從4C向6C邁進。大灣科技發(fā)布的“鳳凰電池”甚至可以實現(xiàn)最快的8C超快充。

  充電倍率的提高對電芯內(nèi)阻以及電池的熱管理系統(tǒng)提出了更高的要求。

  一方面內(nèi)阻越低越好,可以減少電芯發(fā)熱;另一方面,電池組的熱管理系統(tǒng)必須特別優(yōu)秀,以最大限度地發(fā)揮散熱能力。

  因此,為了在保證電池安全的同時提高快充電池的充電速率,各動力電池企業(yè)也圍繞材料創(chuàng)新和整包熱管理“大展拳腳”。

  其次,隨著電池企業(yè)不斷升級技術和產(chǎn)品迭代,快充電池將會有更多不同類型、不同價格的型號。

  雖然目前不少企業(yè)都在推廣超級快充電池,但在成本壓力下,超級快充適合售價25萬元以上的中高端車輛。

  隨著鐵鋰快充電池逐漸“崛起”,電池成本降低,這將使快充電池能夠應用于價格較低的車型。

  8月,寧德時代發(fā)布全球首款磷酸鐵鋰4C超級充電電池——深行電池,可實現(xiàn)“充電10分鐘,續(xù)航400公里”,突破低溫快充極限。

  值得一提的是,神行電池與寧德時代此前發(fā)布的麒麟電池(過充)不同。申行電池主打經(jīng)濟型市場,未來主要覆蓋15萬-30萬元純電動車型。這可能會導致快充機型的價格“下降”。

  除了中國磷酸鐵鋰動力電池十大廠商之一的寧德時代之外,國軒高科也推出了包含鐵鋰技術的快充電池。

  中航鋰電此前向小鵬G6供應的快充電池是基于800V高壓平臺開發(fā)的新一代鐵鋰電池和中鎳高壓三元鋰電池。

  蜂巢龍鱗電池兼容鐵鋰、三元、無鈷等全化學系統(tǒng)解決方案,續(xù)航里程高達1000+KM,覆蓋1.6C-6C快充系統(tǒng)。

  國軒高科L600啟辰電芯采用磷酸鐵錳鋰技術路線,容量為223Ah,可實現(xiàn)240Wh/kg的質(zhì)量能量密度,實現(xiàn)18分鐘快充。

  第三,隨著電動汽車市場和動力電池市場都進入激烈競爭階段,快充電池的量產(chǎn)和車載搭載正在加速。

  2023年起,“充電5分鐘,續(xù)航200公里”的超級快充解決方案在車輛上密集搭載。一方面,新造車廠商紛紛將快充作為旗下車型的標配。

  例如蔚來,一家專注于換電的車企,其800V車型ES6只需12分鐘即可充電10%-80% SOC,并將于5月25日交付;MEGA也將于今年12月正式發(fā)布,明年1月開始在店內(nèi)展示汽車,明年2月開始向用戶交付。

  另一方面,一些企業(yè)的快充電池即將進入量產(chǎn)。例如,寧德時代神行超級充電電池將于今年年底完成量產(chǎn);

  EVE的4695大型圓柱電池將于今年第三季度量產(chǎn)交付。采用3-4C快充核心和大面積液冷技術,支持超快充電。

超級快充廣泛應用的可能性

  盡管電池端技術已經(jīng)成熟,但快充電池的推廣應用仍需要車輛、電池、充電樁的配合。

  快速充電作為一個高度復雜的系統(tǒng)工程,需要從三個電量等級到充電樁、電網(wǎng)層面進行新的調(diào)整。

  從車企角度來看,多家車企相繼推出800V高壓電氣架構和450kW以上超級快充。該方案下的快充電池被認為是能量補充的最佳解決方案之一。

  目前,Tesla, Xpeng, NIO, Ideal, BAIC Jihu, Changan Avita, and BYD 等多家中國主流車企均已推出或計劃推出800V高壓平臺及搭載車型。

  在匹配800V高電壓平臺的電池解決方案提供商中,包括CATL、CALB、BYD、EVE、Gotion Hi-Tech等都提供相應的產(chǎn)品。

  然而,800V高電壓平臺解決方案需要汽車公司和電氣電子公司系統(tǒng)升級電池單體和系統(tǒng)、各種高電壓組件的絕緣和耐電壓水平,以及銅排的導電和耐高溫能力。

  受技術、成本和充電網(wǎng)絡建設等困難的限制,大規(guī)模普及800V高電壓快速充電仍需很長時間。

結論

  根據(jù)不完全統(tǒng)計,目前只有約3%的電動汽車配備了800V高電壓平臺,車輛價格超過25萬元人民幣。這意味著許多汽車制造商仍然使用400伏中低電壓平臺架構。

  除了汽車公司,支持超級充電樁也是實現(xiàn)快速充電的一個主要問題。目前市場上只有少數(shù)幾個充電樁可以真正實現(xiàn)過充電,主要的充電功率仍然是120/180千瓦,這仍然太少了。

  盡管一些公司如華為和VMware推出了適用于800V高電壓的產(chǎn)品,但在800V高電壓平臺的汽車尚未成為主流配置的前提下。

  充電樁行業(yè)仍處于政策驅(qū)動向市場驅(qū)動的階段,建設和運營超級充電樁的成本也是許多公司感到“望而卻步”的原因。

  可以看出,未來對于電池公司來說,如何與汽車公司和充電樁公司建立聯(lián)系,實現(xiàn)快速充電技術的普遍成本降低,將成為快速充電領域的競爭和發(fā)展方向的焦點。 

 
 
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