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6月6日，巨灣技研舉行了“2023巨灣鳳凰電池技術(shù)發(fā)布會(huì)”，正式發(fā)布具備XFC極速電池技術(shù)的巨灣鳳凰電池。
#1、中國(guó)新能源汽車發(fā)展的新階段和瓶頸
新能源汽車發(fā)展的新階段與問題
在中國(guó)的政策推動(dòng)與市場(chǎng)需求雙重作用下，新能源汽車保持了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。截至2022年底，中國(guó)新能源汽車的保有量已達(dá)約1310萬(wàn)輛，全年滲透率達(dá)到26%；到2023年，滲透率還在在進(jìn)一步提升。
然而相比之下，公共充電樁的數(shù)量卻只有521萬(wàn)個(gè)，公共充電樁與電動(dòng)汽車的比例為1:2.5，遠(yuǎn)不及燃油車與加油站的比例1:127。中國(guó)新能源汽車發(fā)展遇到了新階段，補(bǔ)能焦慮逐漸取代里程焦慮成為主要問題。尤其是在節(jié)假日期間，新能源汽車的長(zhǎng)途高速出行面臨著“充電難、充電慢”的問題。在這樣的局面下，作為過(guò)渡的帶發(fā)動(dòng)機(jī)的插電混動(dòng)/增程混動(dòng)反而成為一個(gè)高增速的賽道。
那純電動(dòng)汽車的下一步是什么，中國(guó)新能源汽車發(fā)展新階段核心瓶頸在哪里？業(yè)界普遍認(rèn)為是快充技術(shù)。
極速充電技術(shù)的重要性
最近的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)為新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是，要讓這些設(shè)施在未來(lái)幾年內(nèi)仍具有競(jìng)爭(zhēng)力，快充技術(shù)的發(fā)展是不可或缺的一環(huán)。
從戰(zhàn)略層面看，中國(guó)對(duì)快速充電技術(shù)的需求在不斷增加，無(wú)論是在技術(shù)發(fā)展方面還是在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方向上，核心都是圍繞消費(fèi)者使用體驗(yàn)的不斷提升，最終促進(jìn)新能源市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。
在全球范圍內(nèi)，極速充電技術(shù)（XFC）被認(rèn)為是提高補(bǔ)能效率的關(guān)鍵，并將成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。美國(guó)將實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車80%電量充電時(shí)間在10分鐘以內(nèi)的極速充電技術(shù)（XFC）視為廣泛采用電動(dòng)汽車所需克服的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，并大力推動(dòng)XFC技術(shù)的發(fā)展。在中國(guó)，從國(guó)際品牌到本土車企，再到造車新勢(shì)力，都在積極布局極速充電技術(shù)?？梢哉f(shuō)，極速充電已經(jīng)成為中國(guó)市場(chǎng)上的新藍(lán)海，其中800V高壓快充技術(shù)最為被業(yè)界矚目。
XFC（eXtreme Fast Charging）極速充電電池技術(shù)
#2、電動(dòng)汽車極速充電面對(duì)的技術(shù)挑戰(zhàn)
對(duì)于電動(dòng)汽車行業(yè)而言，想要推廣800V高壓平臺(tái)，需要面臨多個(gè)挑戰(zhàn)。從汽車行業(yè)整車企業(yè)的實(shí)踐來(lái)看，想要順利推廣800V高壓平臺(tái)，是面臨很大的困難。中國(guó)第一批800V快充的車輛，比如小鵬G9，不管是3C還是4C都推出來(lái)了，處于叫好不叫座的狀態(tài)。
從技術(shù)角度來(lái)看，對(duì)于整車技術(shù)開發(fā)，800V高壓快充技術(shù)需要解決很多問題：
●?整車設(shè)計(jì)的匹配問題
首先，800V高壓平臺(tái)需要所有用電部件進(jìn)行配套改造。電驅(qū)動(dòng)、車載充電機(jī)、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載空調(diào)等所有組件都需要匹配800V的電壓。其中最關(guān)鍵的是提高耐壓和絕緣能力，確保在高電壓狀態(tài)下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
●??高壓耐受問題
從設(shè)計(jì)角度來(lái)看，不論是逆變器還是其他高壓部件，都需要承受高耐壓，這就需要選用合適的耐壓器件，例如硅碳化物(SiC)器件。
●??動(dòng)力電池的散熱問題
在電動(dòng)汽車中，電池是關(guān)鍵部件之一。當(dāng)電池電壓提高至800V時(shí)，同等容量下，電芯容量將減半。不同快充能力的電池，無(wú)論是2C、3C和4C，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)不同規(guī)格的快充電芯能力。同時(shí)，還需要設(shè)計(jì)與之匹配的熱管理系統(tǒng)，以確保在快充過(guò)程中，電池的熱量能夠得到有效散發(fā)。
●??充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)問題
此外，800V高壓快充技術(shù)的推廣還受限于充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。當(dāng)前大部分充電樁的電壓上限是750V，這意味著800V高壓車型會(huì)超過(guò)充電樁的上限，無(wú)法使用。800V充電樁的建設(shè)需要投入大量的時(shí)間和資源，目前充電基礎(chǔ)設(shè)施的更新迭代需要一定的時(shí)間周期。
面對(duì)以上挑戰(zhàn)，6月6日，巨灣技研舉行了“2023巨灣鳳凰電池技術(shù)發(fā)布會(huì)”，發(fā)布了全新的自主研發(fā)產(chǎn)品——巨灣鳳凰電池。這種新型電池技術(shù)有望解決800V高壓平臺(tái)在極速充電應(yīng)用上的制約問題。那么，它的創(chuàng)新之處在哪里呢？我們來(lái)具體分析一下。
#3、巨灣鳳凰電池XFC極速快充
巨灣鳳凰電池以其獨(dú)特的能力支持高低壓自由切換，為全電壓極速充電提供了可能。通過(guò)電池電氣架構(gòu)等方面的技術(shù)創(chuàng)新，該電池在不改變整車原有架構(gòu)的情況下，仍能實(shí)現(xiàn)高效的充電體驗(yàn)。
鳳凰電池的技術(shù)亮點(diǎn)
巨灣技研發(fā)布自研的快充電芯技術(shù)，采用了先進(jìn)的材料和設(shè)計(jì)，具有較低的內(nèi)阻和較高的充電效率。通過(guò)優(yōu)化電芯的結(jié)構(gòu)和材料，巨灣技研實(shí)現(xiàn)了最高8C極速充電，使用戶可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成充電：0-80%的充電僅需6分鐘。
巨灣的鳳凰電池推動(dòng)了動(dòng)力電池技術(shù)的進(jìn)步，三大技術(shù)創(chuàng)新使新能源電動(dòng)汽車的運(yùn)行和XFC極速快充不再受到環(huán)境氣候和電壓平臺(tái)的限制：
●?高效能熱管理技術(shù)
熱管理可以說(shuō)是快充電池的命脈，電池采用輕量化超高導(dǎo)熱率低維材料，并通過(guò)構(gòu)建三維立體熱管理系統(tǒng)，最大限度地利用電芯的換熱面積。相比我們常見的傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)方案，這種新的設(shè)計(jì)換熱面積提升了18倍，溫度控制速率、效率和品質(zhì)都得到多倍提升。這使得電池能夠在全氣候環(huán)境下實(shí)現(xiàn)極速冷卻和加熱，在冬季也能在短時(shí)間內(nèi)從-20℃升至+25℃，這樣可以完全解決冬季快充一下子從優(yōu)秀到拉垮的尷尬局面。
圖 鳳凰電池的熱失控管理
●?多合一彈倉(cāng)式結(jié)構(gòu)技術(shù)
安全方面，也是需要花大量的心思去設(shè)計(jì)的，鳳凰電池采用獨(dú)特的多合一彈倉(cāng)式結(jié)構(gòu)，將電芯置于緊湊的彈倉(cāng)內(nèi)。這樣的設(shè)計(jì)不僅極大地改善了電池的熱管理性能，還顯著增強(qiáng)了電池的抗沖擊和抗穿透能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新可以使得系統(tǒng)體積利用率高達(dá)75%，全面提升了電池成組率和安全防護(hù)能力。
通過(guò)配備高集成化固態(tài)開關(guān)矩陣和智能化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電池電壓的自由升降。這樣的設(shè)計(jì)，使電池可以適應(yīng)各種電壓平臺(tái)的車型，并實(shí)現(xiàn)XFC極速快充。在常見的400伏電氣架構(gòu)下，只要通過(guò)固態(tài)開關(guān)的切換，巨灣鳳凰電池可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)整車800伏的XFC極速充電和400伏的日常運(yùn)營(yíng)，無(wú)需改變整車原有架構(gòu)。這一創(chuàng)新技術(shù)，通過(guò)破除了整車電壓平臺(tái)對(duì)極速充電技術(shù)應(yīng)用的限制，大大提升了電池的適用性。
電池性能優(yōu)勢(shì)
得益于上述三大創(chuàng)新技術(shù)，巨灣鳳凰電池在各種環(huán)境氣候條件下均能穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)XFC極速快充，在安全性、系統(tǒng)能量密度、循環(huán)壽命和經(jīng)濟(jì)性等方面具備綜合性優(yōu)勢(shì)，確實(shí)突破了動(dòng)力電池的性能瓶頸，通過(guò)自己的努力將動(dòng)力電池及系統(tǒng)技術(shù)水平推向新的高度：
●?全天候運(yùn)行和XFC極速快充
鳳凰電池在三維立體熱管理和電管理技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了全氣候條件下的極速快充，僅需6分鐘（8C）即可完成0-80%的充電，并能在低溫條件下保持續(xù)航里程不受影響。
鳳凰電池充電
●?主/被動(dòng)安全兼?zhèn)?/strong>
通過(guò)極致熱管理和高精度監(jiān)測(cè)控制技術(shù)，鳳凰電池降低了熱失控的概率并提供預(yù)警功能，有效預(yù)防過(guò)充、過(guò)流等安全隱患。同時(shí)，采用超高導(dǎo)熱率低維材料和彈倉(cāng)式安全防護(hù)設(shè)計(jì)，即使發(fā)生電芯熱失控，也能被有效遏制在彈倉(cāng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)極速冷卻并防止火勢(shì)擴(kuò)散。
●?極速快充循環(huán)下的超長(zhǎng)壽命
鳳凰電池具備超長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，通過(guò)極致控溫的熱管理系統(tǒng)，保持電池工作在最佳溫度范圍內(nèi)，循環(huán)壽命可達(dá)10年或80萬(wàn)公里。
●?高能量密度支持長(zhǎng)續(xù)航
鳳凰電池采用高集成化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)能量密度達(dá)到260 Wh/kg，一次充電可支持長(zhǎng)達(dá)1000公里的續(xù)航里程。
●?低成本模塊維護(hù)帶來(lái)更優(yōu)經(jīng)濟(jì)性
鳳凰電池基于先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)理念，具有更優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于維護(hù)和電芯的梯次利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電池的輕量化和成本的降低，帶來(lái)更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性。
在今年整車和動(dòng)力電池價(jià)格戰(zhàn)的背景下，中國(guó)大部份動(dòng)力電池企業(yè)強(qiáng)調(diào)通過(guò)極致的成本改善去競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)份額。巨灣這家公司，圍繞對(duì)動(dòng)力電池性能的突破，在差異化的產(chǎn)品路線上走出了自己的特色。
據(jù)悉巨灣鳳凰電池將于明年在巨灣技研（南沙）儲(chǔ)能器件與系統(tǒng)生產(chǎn)基地實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并有望于明年底裝車配套。
#4、總結(jié)
巨灣技研通過(guò)持續(xù)的努力，從一個(gè)整車企業(yè)的研發(fā)部門，成長(zhǎng)為擁有自己特色的技術(shù)創(chuàng)新者。巨灣鳳凰電池的推出，無(wú)疑將動(dòng)力電池技術(shù)提升到新的階段，為中國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展帶來(lái)新的可能。我們期待看到鳳凰電池的量產(chǎn)，以及它在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。
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