當(dāng)消費(fèi)端的超快充需求凸顯,而單槍電流上限承壓,高壓化成為大眾選項(xiàng)。
于是,各大主機(jī)廠、電池企業(yè),開(kāi)始爭(zhēng)先恐后將“800V”當(dāng)做賣點(diǎn)大肆宣傳。極氪800V金磚電池、智己L6準(zhǔn)900V、蜂巢能源800V短刀、廣汽埃安900V高壓平臺(tái)......
廣義上的800V,指550V-900V電壓區(qū)間
與此同時(shí),搭載800V電池包的車型陸續(xù)落地,阿維塔、比亞迪、廣汽埃安、小鵬、智己、小米、極氪、問(wèn)界等車企紛紛加碼。其中,智己LS6單車PACK電壓值750V,逼近800V。
然而,車企蜂擁而上的800V,并未實(shí)現(xiàn)預(yù)期的超快充,甚至是快充。
01. 800V≠超充
如果把3C及以上充電倍率定義為超快充,目前搭載800V電池包的車型大多都無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一功能,4C、6C更是望塵莫及。
為什么?宣傳與實(shí)際落地相去甚遠(yuǎn)!
這里面其實(shí)存在一個(gè)認(rèn)知誤區(qū),800V≠超充。
全800V高壓平臺(tái)架構(gòu)
800V系統(tǒng)主要是車端高壓平臺(tái)架構(gòu),800V超充是指動(dòng)力電池包作為整車800V系統(tǒng)的部件和電壓來(lái)源,具備的功能之一。而超充功能的落地,一方面需要整車電池包具備高壓超充條件,另一方面需要樁端的配合。
樁端的配合,主要指超充樁和快充樁的配套建設(shè)。
但是目前超充車型非常少,而且超充樁充電功率高,補(bǔ)能速度遠(yuǎn)高于普通快充樁,所以實(shí)際所需數(shù)量也相應(yīng)較少。市面上多以快充樁為主,維持在國(guó)標(biāo)最大電流250A,500V、750V、1000V三個(gè)規(guī)格,其中以750V居多。
電流上限承壓,要最大化利用現(xiàn)有快充樁,提升充電功率,只能在電池包上升壓。這就意味著整個(gè)系統(tǒng)的高壓化,電機(jī)、OBC、DC-DC、壓縮機(jī)、高壓接插件等高壓部件將直接或間接轉(zhuǎn)向800V。
與之對(duì)應(yīng)地,整車高壓平臺(tái)的重新設(shè)計(jì)、電芯尺寸的限制、化學(xué)體系的選擇、功率器件的挑戰(zhàn)等一系列的轉(zhuǎn)變,各個(gè)層面的成本隨之增加。
這就是車企宣傳的800V超快充暫時(shí)無(wú)法落地的根本原因,系統(tǒng)性工程,牽扯面太廣,成本高,但是需求又未明確爆發(fā)。
雖然無(wú)法乘政策東風(fēng)和市場(chǎng)需求扶搖直上,一蹴而就,但是車企和電池企業(yè)推800V的決心異常堅(jiān)定,從三元到磷鐵,均有布局。
現(xiàn)有的800V電池包方案主要是通過(guò)增加電池串聯(lián)數(shù)量來(lái)提升整包電壓,最先落地在空間較大的C級(jí)車或者對(duì)成本敏感程度低的高端車型上,多以三元材料為主。
但是隨著磷酸鐵鋰電池大規(guī)模進(jìn)擊,取代三元材料,超充能力的補(bǔ)足也順理成章地被提上日程。
02. LFP玩超充 800V之后又是什么?
但是沿襲800V思路用LFP材料做超充方案,痛點(diǎn)居多。首要解決的,就是如何走到800V。
LFP比三元鋰電池單體電壓低,兩相比較,800V方案需要串聯(lián)更多電芯。站在整包角度來(lái)看,會(huì)犧牲更多空間,增加更多電芯成本。
以現(xiàn)有的乘用車為例,一個(gè)550V電池包,需要172個(gè)150Ah磷酸鐵鋰電池串聯(lián)實(shí)現(xiàn),159Ah三元鋰電芯需要150個(gè),兩者單體容量相差5Ah,電壓相差0.47V。
站在整包角度,在大致相同的條件下,要實(shí)現(xiàn)同等電壓水平,LFP電池確實(shí)會(huì)因?yàn)殡妷合鄬?duì)較低而需要更多的電芯。相應(yīng)地,會(huì)增加更多電池成本,占用更多電池包空間。
并且,即便整包達(dá)到800V電壓,也不等同于具備快充能力。因?yàn)槭欠窬邆淞己玫某潆娦阅?,跟電芯本身的特性息息相關(guān)。
這也是磷酸鐵鋰電池另外一個(gè)比較明顯的痛點(diǎn),電子電導(dǎo)率低、離子擴(kuò)散速率低,其充放電性能在一定程度上受限。
以落地車型的充電倍率為例,LFP充電倍率最高在3.1C,三元鋰電池直接站上6C,1C及以上為主流充電倍率,磷酸鐵鋰明顯有一半徘徊在1C以下。
很明顯,磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的快充倍率,存在差距。
用LFP做超充,成為整個(gè)行業(yè)的挑戰(zhàn)。
電池企業(yè)、整車廠、材料企業(yè)試圖從合成工藝、形貌和粒徑、表面結(jié)構(gòu)、體相結(jié)構(gòu)等等角度對(duì)磷酸鐵鋰材料進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步提升其充放電性能。
以寧德時(shí)代4C超充神行電池為例,通過(guò)對(duì)材料、結(jié)構(gòu)、體系等全方位的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新,借助超電子網(wǎng)正極技術(shù)、納米化磷酸鐵鋰正極材料、超高導(dǎo)電解液配方、石墨快離子環(huán)技術(shù)、極片多梯度分層設(shè)計(jì)等多維手段,為鋰離子傳導(dǎo)搭建高速公路,平衡快充與續(xù)航。輔之麒麟電池的熱管理設(shè)計(jì),進(jìn)一步提升整包充電性能。
具備超充能力的同時(shí),寧德時(shí)代還表示,“神行超充電池”相較于傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池成本幾乎沒(méi)有增加,價(jià)格也不會(huì)有大的變化,基本加量不加價(jià)。
同樣,作為整車企業(yè),思路也如出一轍,廣汽埃安P58微晶超能電池,也是在磷酸鐵鋰化學(xué)體系上引入更高容量第二相正極微晶活性材料,改善性能,實(shí)現(xiàn)快充。
除此之外,蜂巢能源磷酸鐵鋰短刀電芯,將全面普及2.2C,量產(chǎn)3C、4C,預(yù)研5C;極氪金磚超快充LFP電池,最高實(shí)現(xiàn)4.5C充電倍率。
整車、電池企業(yè)試圖用技術(shù)和設(shè)計(jì)磨平鐵鋰與三元在充電性能上的隔閡,讓磷酸鐵鋰往后不再只是中低端車型的標(biāo)配,開(kāi)始進(jìn)擊快充、長(zhǎng)續(xù)航的高端車型。
在面向超充的大目標(biāo)下,800V及其配套、磷酸鐵鋰電池技術(shù)攻堅(jiān),這兩大思路似乎都是在做加法,需要?jiǎng)?chuàng)造更多的增量資源。
但有沒(méi)有一種方式是,在已有資源的基礎(chǔ)上,以最小的成本,無(wú)限靠近目標(biāo)?
03. 超充?另一種解法
比亞迪的解題思路是,雙槍方案,從電流入手。
由于現(xiàn)有充電樁按照2015年國(guó)標(biāo)進(jìn)行建設(shè),70%直流充電樁電流上限為250A,雙槍方案可以直接讓充電電流達(dá)到500A,最大程度提升充電功率。
以騰勢(shì)N7為例,基于全域530伏級(jí)額定電壓平臺(tái)方案,利用特來(lái)電120kW充電槍,雙槍模式充電功率達(dá)231kW,15分鐘續(xù)航385km。
或許外界會(huì)疑惑,為什么比亞迪不和其他車企一樣,懟著高壓方案沖。
比亞迪的思路是,任何階段,最大化利用已有基礎(chǔ)設(shè)施,而不是無(wú)止盡開(kāi)發(fā)新資源。
早在2015年,比亞迪就曾推出過(guò)唐DM、秦EV和E5等高壓車型,額定電壓最高超過(guò)710V。
但是,彼時(shí)95%的公共充電樁電壓都在500V以下,一味拔高電壓無(wú)濟(jì)于事。所以比亞迪推出升壓充電技術(shù),在車輛的充電系統(tǒng)中增加一個(gè)升壓模塊,將低壓樁的輸出電壓升高到與車輛電池系統(tǒng)匹配的電壓,從而進(jìn)行高效充電。
歷經(jīng)八九年的發(fā)展,公共直流樁整體電壓已經(jīng)提升,500V、750V、1000V三個(gè)規(guī)格并存,其中750V充電樁占比已經(jīng)超過(guò)50%。
如今,為了兼顧超充需求,在提升整車電壓的基礎(chǔ)上,比亞迪同時(shí)增加雙槍充電選擇,配合復(fù)合直冷技術(shù),無(wú)需新建充電設(shè)施,用快充樁實(shí)現(xiàn)超充功能。
無(wú)論是800V還是雙槍方案,共識(shí)是超充。
04. 800V 更廣闊的市場(chǎng)
目前主流的800V電池包方案主力搭載車型為C級(jí)車和部分高端純電車型。
C級(jí)及以上相較于級(jí)別更低的車型,空間上的自由度更大,需要的電量更多。在電芯容量不變的前提下,需要串聯(lián)更多的電芯來(lái)提升整包電壓,從而增加整體電量。已搭載800V電池包的車型中,純電車型電量普遍在80kWh以上,可覆蓋600km-800km續(xù)航。
相應(yīng)地,大電量電池包所需的充電時(shí)間更長(zhǎng),而充電效率又是C端消費(fèi)者選擇的關(guān)鍵因素之一。在樁端電流不變的情況下,車企或者電池企業(yè)選擇在電壓上做文章。800V電池包基本上能覆蓋目前市面上主流的750V快充樁,通過(guò)提升電壓來(lái)縮短充電時(shí)間,滿足C級(jí)車更高充電效率的需求。
與此同時(shí),800V方案會(huì)伴隨一系列部件的兼容與升級(jí)、材料的迭代,自然會(huì)有部分成本增加,而C級(jí)車、高端車型對(duì)成本的敏感程度,普遍低于A級(jí)車,對(duì)其兼容程度更高。
這就是為什么,800V偏愛(ài)C級(jí)車和高端純電車型。
按照部分自主品牌的規(guī)劃,全系800V、800V平臺(tái)落地進(jìn)程已提至2025年,甚至更早。外資車企跟隨整車投放節(jié)奏,時(shí)間線相對(duì)靠后。這也意味著,未來(lái)會(huì)有更多車型標(biāo)配800V。
但是,并非所有800V方案都是為了快充。各車企根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)劃、平臺(tái)化策略,以及匹配高壓系統(tǒng)化等需求,對(duì)應(yīng)也會(huì)催生800V方案。
以比亞迪漢、騰勢(shì)N9和方程豹豹5三款PHEV車型為例,在沒(méi)有大電量的需求下,為了兼顧電芯平臺(tái)化策略、匹配電機(jī),在已有小電量電芯的基礎(chǔ)上,串聯(lián)出高壓電池包,進(jìn)而衍生出來(lái)的800V方案。
未來(lái),800V方案會(huì)隨著市場(chǎng)的擴(kuò)張落地到更多車型上。從C級(jí)車開(kāi)始,但遠(yuǎn)不止于此。