6月6日,巨灣技研舉行了“2023巨灣鳳凰電池技術發布會”,正式發布具備XFC極速電池技術的巨灣鳳凰電池。
#1
中國新能源汽車
發展的新階段和瓶頸
新能源汽車發展的新階段與問題
在中國的政策推動與市場需求雙重作用下,新能源汽車保持了強勁的增長勢頭。截至2022年底,中國新能源汽車的保有量已達約1310萬輛,全年滲透率達到26%;到2023年,滲透率還在在進一步提升。
然而相比之下,公共充電樁的數量卻只有521萬個,公共充電樁與電動汽車的比例為1:2.5,遠不及燃油車與加油站的比例1:127。中國新能源汽車發展遇到了新階段,補能焦慮逐漸取代里程焦慮成為主要問題。尤其是在節假日期間,新能源汽車的長途高速出行面臨著“充電難、充電慢”的問題。在這樣的局面下,作為過渡的帶發動機的插電混動/增程混動反而成為一個高增速的賽道。
那純電動汽車的下一步是什么,中國新能源汽車發展新階段核心瓶頸在哪里?業界普遍認為是快充技術。
極速充電技術的重要性
最近的國務院常務會議上強調,充電基礎設施的建設為新能源汽車發展的關鍵環節,但是,要讓這些設施在未來幾年內仍具有競爭力,快充技術的發展是不可或缺的一環。
從戰略層面看,中國對快速充電技術的需求在不斷增加,無論是在技術發展方面還是在基礎設施建設方向上,核心都是圍繞消費者使用體驗的不斷提升,最終促進新能源市場的進一步發展。
在全球范圍內,極速充電技術(XFC)被認為是提高補能效率的關鍵,并將成為行業競爭的新焦點。美國將實現電動汽車80%電量充電時間在10分鐘以內的極速充電技術(XFC)視為廣泛采用電動汽車所需克服的關鍵挑戰,并大力推動XFC技術的發展。在中國,從國際品牌到本土車企,再到造車新勢力,都在積極布局極速充電技術??梢哉f,極速充電已經成為中國市場上的新藍海,其中800V高壓快充技術最為被業界矚目。
XFC(eXtreme Fast Charging)極速充電電池技術
#2
電動汽車極速充電
面對的技術挑戰
對于電動汽車行業而言,想要推廣800V高壓平臺,需要面臨多個挑戰。從汽車行業整車企業的實踐來看,想要順利推廣800V高壓平臺,是面臨很大的困難。中國第一批800V快充的車輛,比如小鵬G9,不管是3C還是4C都推出來了,處于叫好不叫座的狀態。
從技術角度來看,對于整車技術開發,800V高壓快充技術需要解決很多問題:
●?整車設計的匹配問題
首先,800V高壓平臺需要所有用電部件進行配套改造。電驅動、車載充電機、DC-DC轉換器、車載空調等所有組件都需要匹配800V的電壓。其中最關鍵的是提高耐壓和絕緣能力,確保在高電壓狀態下的安全穩定運行。
●??高壓耐受問題
從設計角度來看,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。
●??動力電池的散熱問題
在電動汽車中,電池是關鍵部件之一。當電池電壓提高至800V時,同等容量下,電芯容量將減半。不同快充能力的電池,無論是2C、3C和4C,關鍵是設計不同規格的快充電芯能力。同時,還需要設計與之匹配的熱管理系統,以確保在快充過程中,電池的熱量能夠得到有效散發。
●??充電網絡的建設問題
此外,800V高壓快充技術的推廣還受限于充電網絡的建設。當前大部分充電樁的電壓上限是750V,這意味著800V高壓車型會超過充電樁的上限,無法使用。800V充電樁的建設需要投入大量的時間和資源,目前充電基礎設施的更新迭代需要一定的時間周期。
面對以上挑戰,6月6日,巨灣技研舉行了“2023巨灣鳳凰電池技術發布會”,發布了全新的自主研發產品——巨灣鳳凰電池。這種新型電池技術有望解決800V高壓平臺在極速充電應用上的制約問題。那么,它的創新之處在哪里呢?我們來具體分析一下。
#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。通過電池電氣架構等方面的技術創新,該電池在不改變整車原有架構的情況下,仍能實現高效的充電體驗。
鳳凰電池的技術亮點
巨灣技研發布自研的快充電芯技術,采用了先進的材料和設計,具有較低的內阻和較高的充電效率。通過優化電芯的結構和材料,巨灣技研實現了最高8C極速充電,使用戶可以在更短的時間內完成充電:0-80%的充電僅需6分鐘。
巨灣的鳳凰電池推動了動力電池技術的進步,三大技術創新使新能源電動汽車的運行和XFC極速快充不再受到環境氣候和電壓平臺的限制:
●?高效能熱管理技術
熱管理可以說是快充電池的命脈,電池采用輕量化超高導熱率低維材料,并通過構建三維立體熱管理系統,最大限度地利用電芯的換熱面積。相比我們常見的傳統電池設計方案,這種新的設計換熱面積提升了18倍,溫度控制速率、效率和品質都得到多倍提升。這使得電池能夠在全氣候環境下實現極速冷卻和加熱,在冬季也能在短時間內從-20℃升至+25℃,這樣可以完全解決冬季快充一下子從優秀到拉垮的尷尬局面。
●?多合一彈倉式結構技術
安全方面,也是需要花大量的心思去設計的,鳳凰電池采用獨特的多合一彈倉式結構,將電芯置于緊湊的彈倉內。這樣的設計不僅極大地改善了電池的熱管理性能,還顯著增強了電池的抗沖擊和抗穿透能力。結構設計的創新可以使得系統體積利用率高達75%,全面提升了電池成組率和安全防護能力。
●?總線電壓升降開關矩陣技術
通過配備高集成化固態開關矩陣和智能化控制系統,可以實現電池電壓的自由升降。這樣的設計,使電池可以適應各種電壓平臺的車型,并實現XFC極速快充。在常見的400伏電氣架構下,只要通過固態開關的切換,巨灣鳳凰電池可以自動實現整車800伏的XFC極速充電和400伏的日常運營,無需改變整車原有架構。這一創新技術,通過破除了整車電壓平臺對極速充電技術應用的限制,大大提升了電池的適用性。? ? ? ? ?
電池性能優勢
得益于上述三大創新技術,巨灣鳳凰電池在各種環境氣候條件下均能穩定運行,并實現XFC極速快充,在安全性、系統能量密度、循環壽命和經濟性等方面具備綜合性優勢,確實突破了動力電池的性能瓶頸,通過自己的努力將動力電池及系統技術水平推向新的高度:
●?全天候運行和XFC極速快充
鳳凰電池在三維立體熱管理和電管理技術的支持下,實現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航里程不受影響。
?
鳳凰電池充電
●?主/被動安全兼備
通過極致熱管理和高精度監測控制技術,鳳凰電池降低了熱失控的概率并提供預警功能,有效預防過充、過流等安全隱患。同時,采用超高導熱率低維材料和彈倉式安全防護設計,即使發生電芯熱失控,也能被有效遏制在彈倉內,實現極速冷卻并防止火勢擴散。
●?極速快充循環下的超長壽命
鳳凰電池具備超長壽命的特點,通過極致控溫的熱管理系統,保持電池工作在最佳溫度范圍內,循環壽命可達10年或80萬公里。
●?高能量密度支持長續航
鳳凰電池采用高集成化設計,系統能量密度達到260 Wh/kg,一次充電可支持長達1000公里的續航里程。
●?低成本模塊維護帶來更優經濟性
鳳凰電池基于先進的模塊化設計理念,具有更優的系統結構設計,便于維護和電芯的梯次利用,同時實現了電池的輕量化和成本的降低,帶來更優的經濟性。
在今年整車和動力電池價格戰的背景下,中國大部份動力電池企業強調通過極致的成本改善去競爭市場份額。巨灣這家公司,圍繞對動力電池性能的突破,在差異化的產品路線上走出了自己的特色。
據悉巨灣鳳凰電池將于明年在巨灣技研(南沙)儲能器件與系統生產基地實現量產,并有望于明年底裝車配套。
#4
總結
巨灣技研通過持續的努力,從一個整車企業的研發部門,成長為擁有自己特色的技術創新者。巨灣鳳凰電池的推出,無疑將動力電池技術提升到新的階段,為中國電動汽車的發展帶來新的可能。我們期待看到鳳凰電池的量產,以及它在實際應用中的表現。
編輯:黃飛
?
評論