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大電池小油箱,寧德增混電池的電化學(xué)奇思妙想

2024/11/06
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作者|王飛,郵箱|wf@pingwest.com

長(zhǎng)期以來(lái),人們對(duì)于插混增程(增混)動(dòng)力的車(chē)型存在一個(gè)固有認(rèn)知:就是市內(nèi)通勤可以用電,他們通常擁有一個(gè)100公里-200公里左右續(xù)航的電池,這樣日常開(kāi)下來(lái)非常具有經(jīng)濟(jì)性。高速的場(chǎng)景可以用油,在擁有電動(dòng)這種更好的驅(qū)動(dòng)形式下,同時(shí)也可以兼顧出遠(yuǎn)門(mén)回鄉(xiāng)的場(chǎng)景,一舉兩得。

正因?yàn)檫@樣的場(chǎng)景可用性,增混車(chē)型的市場(chǎng)成為了如今消費(fèi)者最能“用錢(qián)投票”的汽車(chē)動(dòng)力類(lèi)型的市場(chǎng)。

中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,今年1-9月新能源汽車(chē)銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)32.5%,但插混增程車(chē)型增幅高達(dá)84.2%——并且,有越來(lái)越多的車(chē)企正在進(jìn)入插混增程市場(chǎng),推出相應(yīng)產(chǎn)品。

但是如果我們以這個(gè)場(chǎng)景的體驗(yàn)來(lái)看一些產(chǎn)品,它們還是會(huì)有一些短板。比如,經(jīng)常在高速超充樁上看到一些插混增程車(chē)長(zhǎng)期“占樁”遭到吐槽,我們不去討論這種行為,但從技術(shù)上來(lái)看,這說(shuō)明了增混車(chē)型中還是有一些值得改進(jìn)的產(chǎn)品特性:比如大多數(shù)插混、增程車(chē)型純電續(xù)航太少,用戶(hù)仍然希望大部分場(chǎng)景都用電來(lái)行駛,但依然希望有油箱作為輔助;大部分增混車(chē)型補(bǔ)能速度跟不上,很多增混車(chē)型在嚴(yán)寒的地區(qū)表現(xiàn)不是特別好,經(jīng)常處于虧電狀態(tài),因?yàn)樗麄兣鋫涞?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E6%B1%A0%E6%8A%80%E6%9C%AF/">電池技術(shù)還停留在更早的一代。

為此,寧德時(shí)代就針對(duì)增混市場(chǎng)推出一款電池產(chǎn)品——驍遙超級(jí)增混電池。

整體上看,驍遙是專(zhuān)門(mén)為增程和插混車(chē)型打造——續(xù)航超過(guò)400km,補(bǔ)能速度達(dá)到4C速率,在核心參數(shù)對(duì)齊目前的純電車(chē)的電池性能。

另外一個(gè)特性則是,更安全和抗低溫,從材料、電芯、模組、BMS到電池包,多級(jí)別、多維度、多場(chǎng)景,驍遙電池進(jìn)行了超過(guò)400多項(xiàng)測(cè)試驗(yàn)證。驍遙電池設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)15年,具備4000次以上充放電循環(huán)能力——讓增混車(chē)型的電池也實(shí)現(xiàn)代際級(jí)升級(jí)。

推出“大電量”增混正當(dāng)時(shí)?

從產(chǎn)品序列上來(lái)看,寧德時(shí)代推出過(guò)一系列的細(xì)分市場(chǎng)的產(chǎn)品:寧德時(shí)代已經(jīng)先后推出了麒麟電池和神行電池兩大產(chǎn)品,前者以三元鋰材料為主,高密度的特性,可以實(shí)現(xiàn)5C速率的快充,也配備更大的電芯散熱性能??梢哉f(shuō)是挑戰(zhàn)高速率高性能的標(biāo)桿產(chǎn)品。

后者隨著全棧800V車(chē)型的鋪開(kāi),以磷酸鐵鋰材料為基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)4C速率的超充,同時(shí)可根據(jù)不同需求,面向更廣泛的車(chē)企群體和需要,主打“人人可用、車(chē)車(chē)可享的新能源車(chē)標(biāo)配”。

寧德時(shí)代也是在這樣的產(chǎn)品序列之后,再次開(kāi)辟了增混電池的賽道。

但在戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)純電未來(lái)的當(dāng)下,作為上游產(chǎn)業(yè)的寧德時(shí)代卻推出了一塊增混電池產(chǎn)品——這似乎是一個(gè)“違背老祖宗”的決定。

為什么要在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)布一塊增混電池?

寧德時(shí)代市場(chǎng)部總經(jīng)理羅堅(jiān)首先在發(fā)布會(huì)上肯定了新能源(電動(dòng)化)的路線(xiàn),中國(guó)新能源乘用車(chē)9月份的滲透率是53%,從今年7月份開(kāi)始滲透率已經(jīng)連續(xù)三個(gè)月超過(guò)了50%,這意味著電動(dòng)車(chē)已經(jīng)徹底超越燃油車(chē),成為多數(shù)消費(fèi)者的選擇。

但近三個(gè)月內(nèi),增混車(chē)型在新能源乘用車(chē)中占比43%,今年9月份增混車(chē)型的銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)了將近120%。相關(guān)報(bào)告也預(yù)測(cè),增混車(chē)型的份額會(huì)繼續(xù)提升,未來(lái)有望突破50%。

從上游企業(yè)寧德時(shí)代來(lái)看,在新能源車(chē)市場(chǎng),這也像是一個(gè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)彎。

實(shí)際上,寧德時(shí)代也不諱直言:新能源車(chē)動(dòng)力路線(xiàn)的判斷,其認(rèn)為增混汽車(chē)應(yīng)該被視為長(zhǎng)期存在的獨(dú)特品類(lèi)。

今年不只是行業(yè)龍頭在關(guān)心增混車(chē)型的電池產(chǎn)品體驗(yàn),行業(yè)整體都在推動(dòng)增混車(chē)體驗(yàn)接近純電車(chē)。

自從以增程路線(xiàn)為代表的理想汽車(chē)成為了繼特斯拉、比亞迪后全球第三家實(shí)現(xiàn)盈利的新能源車(chē)企后,增混賽道已經(jīng)擁有了越來(lái)越多的玩家,問(wèn)界、阿維塔等車(chē)企相繼推出增程車(chē)型。事實(shí)上,不管是車(chē)企角度,還是市場(chǎng)增量的角度,純電車(chē)型銷(xiāo)量增速放緩明顯,新能源車(chē)銷(xiāo)量增速主力來(lái)源于混動(dòng)車(chē)型。

這時(shí)候,寧德時(shí)代作為上游企業(yè),其認(rèn)為提升電池性能,改善增混車(chē)型的體驗(yàn)就變得尤為重要。

寧德的物理和電化學(xué)世界

過(guò)去,類(lèi)似插混車(chē)型的架構(gòu)其實(shí)更依賴(lài)發(fā)動(dòng)機(jī),尤其是小電池大油箱的方案,發(fā)動(dòng)機(jī)作為主力的功率單元,提供輸出或電力儲(chǔ)備,仍然依托在過(guò)去的燃油車(chē)架構(gòu)之上。

但增程,以及增混電池相關(guān)的技術(shù)架構(gòu)的核心應(yīng)該在于電池,這也意味著在技術(shù)方案上需要重新整合。在用戶(hù)的角度,是更大的電池,更高的充放電倍率,更安全的產(chǎn)品,比如實(shí)現(xiàn)40度以上的大電池裝機(jī),覆蓋250km以上純電續(xù)航。

車(chē)輛結(jié)構(gòu)上,寧德時(shí)代國(guó)內(nèi)乘用車(chē)事業(yè)部CTO高煥稱(chēng),增混車(chē)型擁有增程器和排氣管等,占據(jù)了一定的車(chē)輛設(shè)計(jì)空間,留給電池包的空間相對(duì)較少,所以在增混車(chē)型上,就一定需要提升單體電芯的材料能量密度及優(yōu)化電池使用效率,來(lái)提升整體續(xù)航表現(xiàn)。過(guò)去的電池產(chǎn)品其實(shí)并不一定是為這樣的需要而開(kāi)發(fā)。

提升電化學(xué)的特性,驍遙超級(jí)增混電池實(shí)現(xiàn)了材料級(jí)的升級(jí)——

驍遙電池采用了正極材料表面修飾技術(shù),結(jié)合創(chuàng)新的高壓電解液配方形成“納米級(jí)防護(hù)層”,有效減少了活性層的副反應(yīng)。正極材料中還引入了高活性激發(fā)態(tài)粒子,大幅提升鋰離子在材料中的傳輸效率。

寧德時(shí)代還構(gòu)建了SOC全場(chǎng)景高精模型,SOC控制精度提升了40%。材料創(chuàng)新結(jié)合BMS智能算法優(yōu)化,讓驍遙電池的純電使用率整體提升了10%以上,實(shí)現(xiàn)了超過(guò)400km的純電續(xù)航。此外,寧德時(shí)代通過(guò)對(duì)電池充放電極化特性建模,打造了電池多級(jí)功率預(yù)測(cè)控制策略,讓增混車(chē)的功率性能也再次提升20%。

4C超充技術(shù)也“復(fù)刻”到了驍遙電池上,驍遙電池可以實(shí)現(xiàn)“充電10分鐘,補(bǔ)能超280km”。正極快離子導(dǎo)體包覆技術(shù)、負(fù)極二代快充石墨和新型納米包覆技術(shù)、多梯度分層極片設(shè)計(jì)和全新的超高導(dǎo)電解液配方,使鋰離子的穿透“縱享絲滑”,讓增混車(chē)型也能享受純電般的極致充電體驗(yàn)。

從架構(gòu)上看,鋰電在提升能量密度,充放電活性方面有較好的體驗(yàn)。本次驍遙電池也首次混用了“鈉電”,實(shí)現(xiàn)了“鋰鈉”混用,鈉離子電池則在低溫中具有較強(qiáng)的使用優(yōu)勢(shì)。

高煥表示,寧德時(shí)代的鈉離子電池的技術(shù)在驍遙超級(jí)增混上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,助力實(shí)現(xiàn)零下四十度極寒環(huán)境可放電,零下三十度可充電,零下二十度更是與常溫駕駛體驗(yàn)沒(méi)有差別。這也是既寧德時(shí)代發(fā)布鈉離子電池后,官宣其第二個(gè)落地場(chǎng)景。

為此,寧德時(shí)代使用首創(chuàng)的AB電池系統(tǒng)集成技術(shù),驍遙電池包將鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例和排列進(jìn)行混搭、串聯(lián)、并聯(lián)集成,實(shí)現(xiàn)電池低溫續(xù)航提升5%。其次,寧德時(shí)代將鈉離子電池作為AB電池系統(tǒng)的SOC監(jiān)測(cè)標(biāo)尺,來(lái)輔助標(biāo)定鋰離子電池的電量,使系統(tǒng)整體控制精度提升了30%,純電續(xù)航里程額外增加10km以上。

針對(duì)鋰離子電池、鈉離子電池低溫性能上的差異,寧德時(shí)代還開(kāi)發(fā)了全溫域電量精準(zhǔn)計(jì)算BMS技術(shù),在全天候場(chǎng)景下對(duì)不同化學(xué)體系針對(duì)性分區(qū)管理,有效解決了高低溫惡劣環(huán)境下電量預(yù)測(cè)失真或動(dòng)力性能降級(jí)等問(wèn)題。

驍遙超級(jí)增混電池經(jīng)過(guò)大量采用后,相信一定程度上也會(huì)推動(dòng)增混車(chē)型架構(gòu)的變化。

比如配置大電池之后,整個(gè)增程系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器可以進(jìn)一步做整合。高煥認(rèn)為,類(lèi)似增程系統(tǒng)的零部件產(chǎn)業(yè)可能會(huì)發(fā)生一些變化。

類(lèi)似的,過(guò)去小電池大油箱的方案,也可能會(huì)演化出大電池小油箱的方案——既考慮到純電的舒適和經(jīng)濟(jì)特性,同時(shí)又照顧到了遠(yuǎn)途的場(chǎng)景。

隨著驍遙超級(jí)增混電池的推出,也會(huì)繼續(xù)提高增混車(chē)型的市占率。“從中長(zhǎng)期來(lái)看,跟純電來(lái)比,可能會(huì)出現(xiàn)50:50的市場(chǎng)局面?!备邿ū硎?。

寧德時(shí)代

寧德時(shí)代

寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司是全球領(lǐng)先的鋰離子電池研發(fā)制造公司,公司專(zhuān)注于新能源汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,致力于為全球新能源應(yīng)用提供一流解決方案。

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