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【汽车人】宁德神行:巨头搏斗,二线遭殃


动力电池每一次技术升级,都是由头部大厂带动,以至于越来越成为巨头的游戏。


文 /《汽车人》孟华

宁德时代的发布会向来简短,上周三(16日)的发布会也不例外,只持续了20分钟。


这几乎是年度例行行动,至少在2020年以后都是如此。2020年发布第一代CTP(无模组动力电池包)和高镍三元电池,2021年发布钠电池,2022年发布麒麟电池,今年上海车展期间发布凝聚态电池。本次发布会,宁德时代发布了4C充电的“神行电池”(基于CTP 3.0)。



凝聚态电池是一个实验室技术,短时间内不会量产。但神行电池是量产技术,今年底拿出第一批量产产品,明年实现装车。而今年下半年上市的产品,技术状态早已冻结,不可能为了神行电池再调整软硬架构。最早明年上市的新产品,才有望采用“神行”技术。


充电倍率是复杂问题


“神行”技术的亮点,莫过于让LFP(磷酸铁锂)实现4C充电。


4C(15分钟充满)是粗略的说法。高压快充下,4C是峰值功率,并非全程保持。理论上,即便是80% SOC(荷电状态)之后的涓流充电,也比2C要快一些。


不过,充电这个问题是比较复杂的,要取决于诸多条件。


比如阿维塔11全系标配的CTP 2.0技术,可以实现2.2C充电。而阿维塔11是750V高压架构,这意味着它是单芯小电流设计,和400V大电流设计有所不同。而750V/800V,与400V相比,一般是电芯串并方式的不同。



如果在1000V/600A超级桩上,高压2.2C与400V 2.2C没有区别。但是这种第三方超充桩是非常少的,大多数(占比70%以上)充电桩仍是750V/250A,高压2.2C能达到的175kW功率,即1.75C,虽然并非全功率(2.2C),也可以接受了。


但如果是400V的车,哪怕是4C充电能力,最大不过250A,也只能实现100kW,大概只有1C。按照阿维塔11的90度电池包,30%-80% SOC需要17分钟,充满则需要30分钟(都按照全功率)。充电体验上的差别还是比较明显的。


而真实工况下,散热体系、室外温度,都能影响充电效率。这就是我们常说的,不能光看多少C,要看保障条件。


实现4C要做什么


神行电池的4C,不仅指10分钟充到80% SOC,-10℃环境也能保证30分钟充到80%,因此成为第一款具有全温域(有所夸张)快充能力的LFP方案。


为了实现4C充电能力(峰值功率),宁德时代不但对电芯的正负极、电解液改良,还对BMS(电池管理系统)、PACK(电池包封装)结构,都做了革新。总体而言,应该算发明专利,而非实用专利。



对4C快充,宁德时代在电芯层面的总体思路是打造一条锂离子游动的快速通道。


正极(磷酸铁锂)采用纳米化设计(超电子网),降低了锂离子脱嵌阻力,负极(石墨)采用“快离子环”设计(其实就是石墨表面改性,增加锂离子嵌入通道,缩短嵌入距离)。而电解液也相应采用了提升导电率、降低黏度的配方,并优化了超薄固液界面膜(SEI膜),改进了隔膜(多孔复合碳),以及面密度、内阻等……由此可知,这些电化学技术升级,大体上属于材料科学范畴。


这只是粗疏的描述。真正的工程细节,诸如电解液配方的比例、改性的工艺,属于宁德时代的技术秘密,不会公之于众。这类宣传的共同套路是:我让你知道我很厉害,但不让你知道我是如何厉害的。



为了提高PACK能量密度,宁德时代去掉了PACK的横梁和纵筋,代之以一体成组技术,维系PACK的强度,提升空间利用率。


4C充电必然带来更严酷的散热问题。神行电池的水冷板仍是夹在PACK中间,和麒麟电池的两侧水冷似乎有所不同。


拉住客户而非博弈


在低温下,LFP的充放电标定向来是难题(因为LFP低温下放电曲线变平)。因此,想保证低温充放电性能,就必须在BMS层面进行温控管理,包括对电芯预热。这个加热能量从哪里来暂且不说,这还意味着宁德时代要求BMS的控制权,才能保证神行电池的性能。


2021年之后,主机厂对BMS自研比例从20%+一路上升,已经达到50%以上;第三方采购和电池供应商提供整体方案,加起来不足50%。而在2020年,由电池供应商打包提供BMS控制策略,占市场的46%。



宁德时代此举相当于开倒车,重新拿回BMS的控制权。有人猜测,神行电池的BMS,很可能采用的就是麒麟电池方案。毕竟神行号称麒麟的LFP版。


客户要么接受宁德时代的全家桶,要么采购宁德时代的电芯,自己研发BMS,但能否保证达到4C能力,宁德时代就不予保证了。


宁德时代与客户博弈,不是第一次了。所有规模上做大的供应商,都难免和客户博弈。但是比亚迪垂直整合下的电池产能,不存在这个问题。2020年的刀片电池,号称是不起火的电池,正是凭借这一波宣传,叠加了DMI技术,比亚迪销量进步飞速。


作为众多主机厂上游供应商的宁德时代,虽然靠三元起家,但必须在LFP上持续有所作为,才能抵御对手的疯狂攻势。而且,2023年底的产品,杀爆对方2020年的产品,是应有之义。



宁德时代当年能从LG手里抢到特斯拉订单,就是凭借着圆柱LFP方案,一波小样,就把对方从特斯拉在华一供的位置上踢下来。现在,宁德时代重启技术竞争的路线,就是想复刻当时的成功路径。


这和当前LFP疯狂降价的市场节奏是不符的。神行电池的价格,大概率是高过友商的LFP报价的。宁德时代没有说神行电池的价格(事实上所有电池供应商都不对公众讲电芯价格),但比2C电池贵、比三元的麒麟电池便宜,应该是没问题的。


合纵对连横


发布会上,长安、华为、奇瑞、极氪等品牌高管,都通过提前录制的短视频给宁德时代站台,证明大家仍希望在宁德时代的主动作为的旗号下,反击比亚迪。


顺便说一句,虽然理想此前发布了5C充电(其实是对散热和充电涓流的改良),但PHEV和增程的小电池,谈论4C、5C其实没太大意义。


在人们的印象里,小电池的充电速率应该更快。这是忽略绝对带电量的错觉而已。而真实的情况是,纯电拥有更好的BMS和更高的电压(意味着小电流和较少的散热需求),能承受更大充电倍率,纯电的快充功率往往远大于PHEV和增程。



现在采用LFP方案的新车型,远多于三元,原因就是前者每度电便宜100多元。而800V作为“高端”架构,这两年都在25万元以上的车上部署。如果倒退四五年,只有百万元以上的车型上才能看得到。


技术都是这样,随着成本降低,从高端不断下放。宁德时代此举,相当于打响了主流车型(20万元左右的纯电)采用800V架构的发令枪。同时要LFP和800V,神行电池现在是唯一选项。


不过,中创新航、国轩高科、欣旺达、亿纬锂能都有800V LFP规划,应该都在路上。宁德时代要做的,就是尽快投入量产,尽快装车,用时间差席卷对手的潜在份额。明年一波800V浪潮,应该就是宁德时代拉起来的。


比亚迪显然会做回应,但是垂直整合的拖累也在这里。如果宣布了800V、4C的LFP,肯定要在新车型上用。开始的节奏一般先上中高端车型,逐渐下延。而宁德时代可以不挑客户,所有车型(十几万元的暂时可能还有困难),可以一拥而上,百花齐放,不给比亚迪慢慢成熟下延的机会,即合纵对连横。



这两年,动力电池(只说量产技术)每一次技术升级,都是由头部大厂带动,以至于越来越成为巨头的游戏。单从市占率上来看,前10电池供应商都有一战之力。而实际上,头部电池供应商一直保持了半年到9个月的领先时间,基本就是半代到一代技术的周期。


这个差距不算小了。先来的吃个够,后来的吃不着。头部方案实现装车,有了第一批成功案例,其它主机厂客户不会冒着项目流产的风险,启用未经批产考验的二线厂商的其它方案。后者越来越没资格叫牌,只能跟牌。长此以往,市场也会越来越倾向将资源集中于头部。【版权声明】本文系《汽车人》原创稿件,未经授权不得转载。

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