日前,在2023车展期间,蜂巢能源携龙鳞甲电池、短刀电芯等产品亮相。蜂巢能源董事长杨红新透露,龙鳞甲电池已经获得多个车型定点。
2022年12月,蜂巢能源在第三届电池日活动上发布了龙鳞甲电池。龙鳞甲电池可兼容铁锂、三元、无钴等全化学体系方案。据了解,采用磷酸铁锂电芯的龙鳞甲电池系统体积成组效率为76%,续航超800公里;采用高锰铁镍电芯的续航里程可达900公里;采用三元电芯的龙鳞甲电池续航则超过1000公里。
另外,龙鳞甲采用双面冷却设计,有助于快充技术。展会现场,蜂巢能源还向参观者展示了龙鳞甲热失控实验视频,最终通过热失控测试。
在成本方面,龙鳞甲采用底出防爆阀设计,这种设计将电芯和电池包底部之间空间合并,可提升体积利用率,降低成本;在电池包层级,龙鳞甲采取先进的“热-电分离”设计,这使带电地位的绝缘防护的要求有所降低,成本也会更低。
杨红新表示:“还有其他的一些体积密度提升带来的低成本,相比于传统方案,龙鳞甲电池降本大概有一千元到两千元。”
续航千公里成车企标配
截至目前,已有多家电池厂商及车企相继给自家产品打上“1000公里超长续航”“几分钟快充”等标签。新一轮的续航里程竞赛就此拉开序幕。
车企执着于争抢千公里续航标签的背后,是消费者们普遍存在的“里程焦虑”。为解决这一问题,不少新能源汽车品牌纷纷将产品的目标续航里程定在1000公里。
例如,去年7月,上汽集团与清陶(昆山)能源发展股份有限公司签约成立联合实验室,将聚焦1000公里以上长续航固态动力电池的量产应用、固态动力电池4C快充技术等。同月,沃尔沃汽车宣布,其与瑞典电池制造商Northvolt合作研发的新一代电池续航里程已达1006公里。年初,广汽埃安旗下AION LX Plus正式上市,顶配车型的续航里程也达到1008公里。
不过,也有部分车企至今都没有推出续航1000公里的纯电车型,并且明确表示不会特意延长产品的续航里程。大众汽车集团(中国)CEO冯思翰曾在业绩沟通会上表示:“公司目前没有推出1000公里续航电动汽车的计划。在电池技术没有实质性突破的情况下,高续航的电动汽车需要搭载更重的电池,为此要搭配极高成本的、更轻的车身,整车的成本也会越来越高,这是一个恶性循环。”
特斯拉CEO马斯克也在社交平台上表示,续航里程太高没有意义。“特斯拉早在12个月前就可以生产续航里程达600英里的ModelS,但那会导致大部分时间里需要携带额外重量的电池,加速、操控和效率会更差。即使我们目前超过400英里的续航里程也几乎超过任何人的需要。”
长续航意味高成本
众所周知,决定一辆新能源汽车是否具有竞争力的因素有三个:成本、能量密度和安全性。
成本,特别是动力电池的成本,占到了整车成本的30%-40%,也就决定了整车的整体价位;能量密度,同时还包括电池重量和体积因素,决定了整车的续航能力;动力电池的安全性则几乎是一辆新能源汽车的生命线,没有人愿意坐在一块极易燃烧的大电池上面飞驰。
因此,成本越低、能量密度越高、充电速度快、安全性越高,自然就是一款动力电池的最优技术路线,但是往往这几者之间难以同时兼得,甚至是互相矛盾。
最近,正如中科院院士欧阳明高在中国电动车百人会论坛(2021)上讲到:“如果有人告诉你,这个车能跑1000公里,几分钟能充满电,还很安全,成本又很低。以目前的技术来讲,他一定是骗子。”
欧阳院士的话说得很严谨。因此严格来论,这几家推出1000公里续航的新能源车企,都还得不到“骗子”的称号,毕竟他们还没有宣称一款电池可以同时达成所有的性能,而几乎所有的长续航电池现在成本都非常高。
我们不妨先从近十年来动力电池的几次技术演进,看下这几项性能之间的相互制约关系。
在新能源汽车兴起时的六七年前,由于乘用电动车消费量极小,大多是公共交通、出租车等商用车使用场景,这时候的动力电池普遍采用能量密度低但安全性好、成本也低的磷酸铁锂电池的技术路线。
随着2017、2018年,新能源汽车开始进入大众乘用车市场,消费者普遍更加关注续航里程的问题,因此,能量密度高,成本效益比更好的三元锂电池成为当前市场的主流,但三元锂电池层出不穷的燃烧爆炸事件也让很多人记忆犹新,而且只要接连几起的电池燃烧爆炸几乎就能毁掉一个新能源汽车品牌。
而到了2020年,经过技术升级的磷酸铁锂电池,从结构上使得能量密度得到提升,而同时又在安全性和成本上占有优势,又显示出份额上升的强劲势头,从而和三元锂电池技术路线开始了新一轮的捉对厮杀。
但现在双方战局刚一拉开,一个野蛮人又闯了进来。以蔚来汽车推出的“固态电池”为代表的新一代动力电池技术一下子抢过了所有的风头,让原有技术路线一下子有了被“颠覆”的感觉。
但事实上,新一代超长续航动力电池想要走向量产商用落地,仍然还有很多的关要闯。而最根本也是最难以解决的问题,就是长续航和低成本之间的矛盾,而这也是超长续航的动力电池能否如期落地最大制约因素。
充换电基础建设才是重中之重
市场研究机构Markets and Markets发布的报告显示,充电桩市场的潜力巨大。据预测,电动汽车充电桩的市场规模将从2017年的32.2亿美元增长至2023年的304.1亿美元,在2018年至2023年之间的复合年均增长率为41.8%。
从电动汽车充电桩的全球分布来看,中国在充电基础设施部署方面已处于世界领先地位。安富利华东区销售总监王航表示:“中国正在快速部署电动汽车充电桩,过去三年全国充电桩保有量的年均复合增长率约为50%。充电桩规模的快速增长在全国形成了庞大的充电设施网络。如今,充电基础设施已遍布全国各个角落,其触角甚至扩展到了偏远的农村。”
“中国电动汽车充电桩市场正以每月新增约30,000个充电桩的速度快速增长。目前的车桩比约为3:1。随着电动汽车的制造和销量在中国持续增长,未来充电桩市场也将迎来进一步扩张。” 王航补充道。
除了制造商的支持,中国电动汽车充电基础设施的部分增长动力来源于“新基建”的建设。新基建吸引着来自全国乃至全世界的投资。“甚至一些互联网公司也在进入这个市场,推动产业的智能化和数字化转型。”王航指出。
王航预计中国充电基础设施在未来几年将保持50%的年均复合增长率。但是,目前国内充电基础设施的利用仍然面临着一些挑战,亟需良好的维护、日常运营以及可持续的盈利模式。