总体而言,中国电动汽车零售渗透率逐步提高,已连续7个月保持在30%以上。增速方面,电动汽车渗透率增速逐步放缓,下游市场需求减弱。这意味着,对于整个行业来说,为了进一步满足市场需求并扩大市场份额,需要提高车辆性能并降低成本。
其中,动力电池是汽车中最重要的系统,占汽车成本的30%至40%。其在技术和产品方面的创新和突破在汽车中发挥着至关重要的作用。
超快速充电电池市场现状
从电池侧的整体发展历史来看,动力电池基本解决了安全性能问题,续航里程普遍超过600公里,甚至可以超过1000公里,逐渐解决了续航焦虑。因此,它可以有效打破终端续航焦虑和能量补充焦虑,进一步缩短充电时间,成为提高电动化渗透率的重要维度。快速充电已经成为许多公司增加布局的技术场景。
目前,电动汽车快充技术已进入激烈的市场竞争和基础设施普及阶段。CATL、SVOLT、EVE等中国十大锂离子电池生产商已推出快充电池解决方案。电池公司在快充电池领域的加速部署将推动快充电池的量产和市场化进程。
超快速充电电池的发展趋势
随着快充技术成为解决电动汽车便捷充电问题的突破口之一,电池公司纷纷加大部署,这也推动了快充电池技术产品的不断迭代更新。目前,快充电池在产品性能、技术路径和市场布局方面主要呈现三大趋势。
首先,为了解决终端需求的补能焦虑,很多电池公司提高了充电率,以减少充电时间。从电池公司的产品布局来看,4C+快充或将成为未来的主流路线。2021年伊始,快速充电电池已进入技术成熟阶段,电池公司正不断提高电池容量比,以抓住市场机遇。
此前,CATL于2022年6月发布了CTP3.0麒麟电池,该电池具有4C快速充电能力。近日,CATL宣布搭载了理想的MEGA车型,该车型已经具备5C充电能力。此外,CALB、SVOLT、Great Bay Technology等也宣布其产品正在从4C转向6C。大湾科技发布的“凤凰电池”甚至可以实现最快的8C超快充电。
充电率的提高对电池芯的内阻和电池的热管理系统提出了更高的要求。一方面,内阻越低越好,可以减少电池芯发热;另一方面,电池组热管理系统必须特别优秀,才能最大限度地提高散热能力。因此,为了在确保电池安全的同时提高快充电池的充电率,各大动力电池公司也在围绕材料创新和全包热管理“秀肌肉”。
其次,随着电池公司不断升级技术和产品迭代,快速充电电池将有更多不同类型和价格的型号。尽管目前许多公司都在推广超快速充电电池,但在成本压力下,超快速充电适用于25万元以上的中高端汽车。随着铁锂快充电池逐渐“上涨”,电池成本降低,这将使快充电池能够用于价格较低的车型。
8月,CATL发布了全球首款磷酸铁锂4C增压电池——神星电池,可实现“充电10分钟,续航里程400公里”,突破低温快充极限。值得一提的是,神行电池与CATL此前发布的麒麟电池(过充)有所不同。神星电池专注于经济型市场,未来将主要覆盖15-30万元的纯电动车型。这可能会导致快速充电车型的价格“下降”。
除了中国十大磷酸铁锂动力电池制造商之一的CATL外,Gotion高科技还推出了包括铁锂技术在内的快速充电电池。CALB此前向Xpeng G6供应的快充电池是基于800V高压平台开发的新一代铁锂电池和中镍高压三元锂电池。
SVOLT的Dragon Scale电池兼容全化学系统解决方案,如铁锂、三元和无钴,续航里程高达1000KM以上,涵盖1.6C-6C快速充电系统。Gotion高科技L600启辰电池采用磷酸铁锰锂技术路线,容量为223Ah,可实现240Wh/kg的质量能量密度,并在18分钟内实现快速充电。
第三,随着电动汽车市场和动力电池市场进入激烈竞争阶段,快速充电电池的量产和车载正在加速。自2023年起,“5分钟充电,续航里程200公里”的超快速充电解决方案密集安装在车上。一方面,新车制造商在其车型中引入了快速充电作为标准设备。
例如,NIO是一家专注于电池更换的汽车公司,其800V型号的ES6只需12分钟即可充电10%-80%的SOC,将于5月25日交付;MEGA也将于今年12月正式发布,并将于明年1月开始在商店展示汽车,明年2月开始向用户交付。另一方面,一些公司的快速充电电池即将进入大规模生产。例如,CATL的神星超级可充电电池将于今年年底完成量产;
EVE的4695大型圆柱形电池将于今年第三季度大规模生产并交付。它采用3-4C快速充电核心和大面积液冷技术,支持超快充电。
超快速充电广泛应用的可能性
即使电池侧技术已经成熟,快速充电电池的推广应用仍然需要车辆、电池和充电桩的合作。快速充电作为一项高度复杂的系统工程,需要从三个用电级别到充电桩和电网级别进行新的调整。
从车企来看,多家车企相继推出800V高压电气架构和450kW以上的超快速充电。该解决方案下的快速充电电池被认为是能量补充的最佳解决方案之一。目前,特斯拉、Xpeng、NIO、理想、北汽极狐、长安阿维塔、比亚迪等多家中国主流车企已推出或计划推出800V高压平台和搭载车型。
在与800V高压平台相匹配的电池解决方案提供商中,CATL、CALB、比亚迪、EVE、Gotion高科技等都提供相应的产品。然而,800V高压平台解决方案需要汽车公司和电气电子公司系统地升级电池单元和系统、各种高压部件的绝缘和耐压水平,以及铜排的载流和耐高温能力。受限于技术、成本和过充网络建设等困难,800V高压快充的大规模普及仍需要很长时间。
结论
据不完全统计,目前只有约3%的电动汽车配备了800V高压平台,汽车价格在25万元以上。这意味着许多原始设备制造商仍然使用400伏中低压平台架构。除了车企,配套超级充电桩也是实现快充的一大难题。目前,市场上真正能够实现超充的充电桩仍然只有少数,主要充电功率仍然是120/180kW,仍然太少。
尽管华为、VMware等少数公司推出了适用于800V高压的产品,但在800V高压平台的汽车尚未成为主流配置的前提下。充电桩行业仍处于政策驱动向市场驱动的阶段,建设和运营充电桩的成本也是许多公司“望而却步”的原因。
由此可见,未来对于电池公司而言,如何与车企、充电桩公司联动,实现快充技术的普遍降本,将成为快充赛道竞争的焦点和发展方向。