插电式混合动力汽车和增程式电动车(以下简称“插混和增程”)的快速增长吸引锂电池巨头宁德时代推出了专用电池,并以“骁遥”品牌向公众推广。10月24日发布的骁遥超级增混电池将让插混和增程车型拥有更长的纯电续航里程和更快的充电速度,以及更好的低温性能。这将有助于进一步推动插混和增程车型的增长,让这两种曾被认为是过渡性的产品获得更长的生命周期。
同时,骁遥超级增混电池可让插混和增程车型的纯电续航达到400公里,充电倍率达到4C,这意味着增混车型的主要性能指标进一步向纯电动汽车靠拢。从长期来看,增混车型的纯电化——也就是所谓的“大电池、小油箱”——也无限趋近政府鼓励排放更低且能降低石油依赖的纯电动汽车的目标。
笔者认为,从上述两个层面来看,骁遥超级增混电池不仅是中国动力电池企业在技术和产品领域的又一次创新,对于中国新能源汽车产业的技术路线、车企的商业模式也有重大影响。而且,市场反响不错。目前,骁遥电池已经成功落地多个车型品牌,包括理想、阿维塔、深蓝、启源、哪吒。预计到2025年,包括吉利、奇瑞、广汽、岚图等在内的近30款增混车型,都将配备宁德时代骁遥超级增混电池。
续航更长、充电更快
骁遥超级增混电池是针对增混车型的专用电池,开发的目的就是为了解决增混车型的技术短板,提升用户体验。那么,增混车型有哪些技术短板呢?从用户日常的使用来看,主要是几个方面:
一是受限于底盘空间,可装载的电池比较少,导致车辆纯电续航普遍比较短。如果要想获得纯电动车的驾驶体验,用户就需要频繁给车辆充电。目前,市场上的增混车型纯电续航短的不足100km,大部分介于100-200km之间,超过200km的并不多。至于更长的纯电续航,比如超过300km已经属于罕见了。据笔者统计,目前市场上没有纯电续航超过300km的插混车型,有少数几款纯电续航达到或者超过300km(均是CLTC工况下的纯电续航里程)的增程车型,包括岚图FREE318、零跑C01、零跑C11、深蓝L07、哪吒S、哪吒L等。
二是过往增混车型的充电管理策略较保守,限制了高功率快充能力,导致充电速度较慢,充电时间也比较长。如果用户使用家充桩充电没啥影响,但使用公共充电桩时要跟纯电动汽车“抢”资源,而且由于充电速度慢还会被歧视。
而骁遥超级增混电池的纯电续航可以达到400km以上(当然根据不同车型配置要求,也支持200-300km),且兼具4C超充能力,能够很好的解决上述痛点。
这是如何实现的?首先来看续航里程的提升。
据宁德时代国内乘用车事业部CTO高焕介绍,骁遥电池采用了正极材料表面修饰技术,结合高压电解液配方形成“纳米级防护层”,有效减少了活性层的副反应。正极材料中还引入了高活性激发态粒子,大幅提升锂离子在材料中的传输效率。SOC全场景高精模型让SOC控制精度提升了40%。材料创新结合BMS智能算法优化,让骁遥电池的纯电使用率整体提升了10%以上,从而能够实现超过400km的纯电续航。此外,通过对电池充放电极化特性建模,打造了电池多级功率预测控制策略,也让增混车的功率性能提升20%。
对于增混车型纯电续航里程的发展趋势,高焕认为,未来增混车型中,10万元以下的入门A级车的纯电续航会达到200公里,而300公里会成为主流的配置,顶配车型会达到400公里。尤其是尺寸更大的B级和C级车型,因为其空间、成本的冗余度更高,所以400公里纯电续航会是主流。
不过,但目前尚不清楚如果一台B级、C级插混或者增程车型要实现400km的纯电续航,分别要搭载多少度电池,车辆底盘上是否有足够空间布置这些电池,车内乘坐空间是否会被侵占等等。
此外,尽管骁遥增混电池具备400km纯电续航的能力,但有多少车企会推出纯电续航400km的增程车型还是个未知数,因为这个续航里程已经接近甚至超过纯电车型,但要实现这么长的续航势必要装载更多电池,从而提高整车的成本和售价,缩小增程和插混车型相对于纯电车型的价格优势。但另一方面,动力电池的成本和价格正在迅速下降,最终的系统成本如何变化还需要观察。
其次,充电效率方面。传统增混车型的动力电池普遍采用的是功率性电池(纯电动汽车多采用能量型电池)骁遥电池之所以能做到“充电10分钟,补能超280km”得益于多项创新技术,比如正极快离子导体包覆技术、负极二代快充石墨和新型纳米包覆技术、多梯度分层极片设计和全新的超高导电解液配方,使锂离子更加“丝滑”地嵌入电极材料,从而提升充电速度。
不过,需要指出的是,增混车型的充电时间不仅取决于电池的快充性能,也与整车的电压平台和充电桩功率相关。骁遥增混电池能够达到的4C超充是理想状态下的最快充电倍率,并不能一概而论。
低温性能更好
除了纯电续航短和充电慢之外,增混车型和纯电动汽车一样,在冬天低温环境下,车辆的动力输出、充放电容量、电池安全和寿命也会受到影响。因为低温环境下,锂离子电池由于电解液粘度增加、离子传导变慢,导致电池极化严重、充放电容量急剧下降。低温下也更容易形成锂枝晶可能刺穿电池隔膜导致内短路,以及固态电解质界面(SEI膜)厚度增加,也会进一步影响电池的安全性和寿命。
为了解决这些问题,骁遥超级增混电池也采用了一系列创新技术。首先,骁遥超级增混电池采用了宁德时代首创的AB电池系统集成技术,在一个电池包内同时布置锂离子电池和钠离子电池两种不同化学体系的电芯。它们被按照一定比例和排列组合进行串并联集成。钠离子电池虽然能量密度不及锂离子电池,但低温性能好,并且布置在电池包的低温区,从而能够提升整个电池包的低温性能,让低温续航提升5%。
钠离子电池也可以作为SOC监测标尺,辅助标定锂离子电池的电量,让电池管理系统更准确地测量电池电量,将电池包的整体控制精度提升30%,纯电续航再增加10km以上。
宁德时代的第二代极寒电解液,将电导率提升30%以上,降低离子传输阻力,使电池在-40℃的极端环境下仍能稳定放电,-30°可充电,-20°更是与常温驾驶体验没有差别。此外,智能均衡热管理技术与低温冷启动算法,也确保电池在低温下的功率稳定输出。
总结:骁遥超级增混电池完全是市场需求的产物,响应了用户对性能更强、更均衡的增混车型的需求,无疑将推动增混车型的进一步增长,尤其是增程车型,因为它采用的是“大电池、小油箱”的技术方案,电池性能对于整车性能和用户体验影响更大。
对于宁德时代来说,该公司虽然多年来都是动力电池领域的领头羊,市场份额也最大。但这个领域玩家众多、市场竞争激烈,要想一直领先非常难。当前,纯电市场增速趋缓,插混和增程崛起。宁德时代及时顺应市场趋势的变化,推出增混车型专用电池,这有助于它进一步扩大市场份额。
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