近日,极氪在行业里投下一枚重磅炸弹:
发布了全球量产最快充电速度的磷酸铁锂电池。
这款最大充电倍率达到4.5C、15分钟续航增加500 KM的磷酸铁锂电池,将在12月27日上市的极氪007上搭载。
图源:极氪官方
今年,包括宁德时代、蜂巢能源等动力电池都发布了4C磷酸铁锂电池量产计划,但是谁也没想到的是,首个实现量产的竟然是一家造车企业。
极氪是何时开始押注超快充磷酸铁锂电池,在核心自研能力上,又实现了哪些突破,使其最快实现磷酸铁锂超充电池量产?量产超快充磷酸铁锂电池,对于极氪自身来说又有着怎样的意义?
超快充开卷,磷酸铁锂是最优解?2023年被称为超快充元年,从今年广州车展上就能注意到,800V正在成为纯电动新车标配,很多车企也都推出了800V高压快充解决方案。
但是超快充电池卡脖子的问题,一度限制了800V无法在车型上进一步下沉,最早推出4C麒麟电池的宁德时代,也大多搭载在高端车型上,比如极氪009、理想MEGA等。
虽然很多车企也都在布局超快充,但是技术层面大多集中在800V电气架构、超充桩等,几乎没有车企去触碰电池自研,自研电池投入大、周期长,很多车企因此抱有谨慎态度。
但是从发展趋势来看,超快充电池必然会成为800V推向主流市场的重要一环,而动力电池对于降本的推动,其实更为重要。
从我国动力电池产业的技术布局方向来看也是如此,宁德时代在发布4C磷酸铁锂电池神行电池时就提到,其目的是推动超充进入经济主战场。
虽然早在今年8月神行电池就已经发布,但是,最近极氪发布的800V磷酸铁锂电池已经宣布进入量产阶段,这意味着,在磷酸铁锂超充电池的布局上,极氪甚至领先于动力电池行业巨头。
为啥刚刚成立不到3年的极氪,干了件领先于行业的大事?
这其实还要从吉利开发SEA浩瀚架构说起。
早在2020年吉利发布了投入180亿元研发的SEA浩瀚架构时,在三电层面就做了很多前瞻性布局,包括搭载了800V高电压系统,并采用最新一代碳化硅电控模块,也就是说,在浩瀚架构诞生之初,就在为800V超快充作准备。
图源:极氪官方
紧接着,在2021年成立并马上发布新车的极氪,从成立之初就确定了基于浩瀚架构的特点启动电池研发。
极氪启动电池研发的节点,正是动力电池产业开始结构性转型之时。
2021年,磷酸铁锂电池开始超过三元锂电池,成为市场主流,其中,比亚迪带火的刀片电池在发挥了磷酸铁锂电池的降本优势的同时,其创新性的结构也开始受到行业关注。
当然,这一年对于更多整车企业来说,对于电池技术的研究,主要集中在钻研PACK电池包技术和电池系统,对于自研电芯甚至自建生产线,大多数车企抱有谨慎态度。
而此时的极氪却坚定地搞起了动力电池全栈自研,其中也包括难度最高的电芯。在不到三年的时间里,极氪从电池研发到建设工厂,这一系列的投入就达到百亿元。
据极氪智能科技副总裁谢世滨回忆,当时极氪从上万种方案里挑出20种,再通过对20种不同方案的优化,选定今天最适合在800V时代的一个全能型电池,并且这个研发是具备完全自主知识产权的。
金砖电池的核心是采用叠片多极耳结构设计的磷酸铁锂电池,一方面,叠片工艺相对简单,质量容易得到控制,一致性也会更好。另一方面,通过自研技术改进磷酸铁锂电池的能量密度表现和低温性能,则有助于进一步发挥磷酸铁锂电池的降本能力。
同时,借助全栈自研,极氪也把电池安全标准牢牢掌握在了自己手里。
极氪金砖电池在今年落地,也恰恰赶上了史无前例的新能源汽车市场内卷阶段,价格战从年初打到年尾,而整个行业也意识到,在价格战中立身,核心技术能力和规模效应是根本。
极氪007将搭载金砖电池 图源:品驾 摄
不得不说,金砖在手的极氪,这一把是赌对了。
金砖电池为何能引领超快充时代超快充电池不仅是提升用户充电体验和安全性的重要一环,对于车企来说,也是成本控制的关键。
值得注意的是,金砖电池的亮相,再次刷新了多个行业标准:
充电速度最快:充电15分钟,续航增加超过500公里,从充电速度来看已经完全可以覆盖用户日常使用需求。
同时,金砖电池的体积利用率达到了83.7%,目前同样采用叠片工艺的比亚迪刀片电池的体积利用率为66%,宁德时代最新的CTP3.0麒麟电池的体积利用率为72%,也没有达到80%的程度。
极氪还为金砖电池专门建设了智慧产线,依靠工艺创新,以及通过电芯成份优化、电池包结构优化、产线智能化等多方面因素配合,金砖电池每千瓦时的成本相比同等性能的三元锂电池,能够降低14.8%,生产效率提升40%。
在补能效率上,金砖电池最高充电倍率能够达到4.5C,最高充电功率达到500kW,这一点得益于得益于极氪自研的全域800V架构,匹配800V极充技术,同时其最高放电倍率能够达到16C。
图源:极氪官方
这也是极氪自研超快充电池的原因:与其被行业卷,不如自己卷自己。
关于为何自研电池,吉利控股集团总裁极氪智能科技CEO安聪慧在接受媒体采访时就提到,技术要领先,同时成本要低,才能形成核心竞争力。
在电池自研技术上,极氪做了很多创新。
首先是电芯结构,实现行业顶尖的体积利用率,核心就是想办法在电池包内放入尽可能多的电芯。
为此,极氪工程团队对电池包结构进行了彻底改造:
在电池底部使用一体化液冷托盘替代传统水管结构,减少结构件对电芯空间的挤压;采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”,释放电芯仓纵向空间;在电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料,充分提升体积利用率。相较传统设计,金砖电池的采样线路总长度也缩短了157 m,核心零部件数量减少35%,电池质量能量密度也提升10%以上。
金砖电池采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构” 图源:极氪官方
超快充电池,提升充放电性能是核心,这非常考验技术创新能力,极氪从两个层面来解决这一问题。
首先是电芯的结构创新,金砖电池的电极采用叠片多极耳结构设计,超快充工况下,热量分布更均匀,控温更高效;金砖电池还采用了双铆极柱导流设计,其过流能力相比单极柱方案提升100%。
其次,极氪还采用锂离子全程加速技术,通过提升锂离子释放、传输、接收的全程效率,实现高电压、大电流下稳定高效的充电性能。
基于此,即便在零下10℃的低温环境下,金砖电池的充电速度相比同类产品提升至少四分之一。
除了提升补能体验,极氪坚持自研的重要一点,还来自于对安全性能的把控。
卷翻安全测试标准,本身也是极氪老东家吉利擅长的。此前,吉利就以超越国家测试标准的四大测试,考验了其自研的神盾电池系统。
此次金砖电池在安全测试层面也做了升级,比如行业熟知的针刺实验,金砖电池在此项测试中还增加了一个环节:将满电状态的金砖电芯先以国标1.5倍的挤压力,让挤压形变量达到30%以上,以行业首创的超压针刺实验,检验金砖电池的电芯安全性。
针对火烧测试,极氪则在国标130秒基础上,将燃烧时间增加到240秒。
全面超越国标的外部火烧测试 图源:极氪官方
极氪还独创了把难度拉满的6项极端工况串行测试,同一块金砖电池连续进行浸水、火烧、冰冻、拖行,再加上碾压、高坠6大极限测试,经过重重考验的金砖电池依然可以做到不起火,无爆炸。
在完成金砖电池研发的同时,极氪还在短短15个月时间里,在衢州投产建设了动力电池工厂,这15个月里,极氪还同时完成了设备整个产线通线,包括约半年的电池产能爬坡时间,从投产时间上来看,极氪在动力电池量产能力方面远高于同期友商。
衢州极电工厂是全球最大的三电及储能系统智能制造综合基地 图源:极氪官方
目前,衢州工厂的良品率将达到93%以上。同时,极氪还有将衢州工厂打造成零碳工厂的计划,为极氪的国际化能力作准备。
可以说,作为一家以技术驱动的科技公司,极氪专注于新能源汽车关键领域核心科技,引领行业创新,这对于一家成立三年的公司来说,是非常瞩目的。
成立三年,极氪持续进化最近越来越多的车企都在提出一个理念:加电比加油更快。而事实上,要让用户完全实现这样的体验,其实是一个系统工程。
对于这种系统性,从极氪成立伊始就有认知。
从极氪成立开始,就坚持自研、自建、自营超快充网络,用极氪智能科技副总裁赵昱辉的话说,“我们的800V极充桩等800V的车等了2年。”
在极氪成立2年多的时间里,已经累计建成401座极充站,覆盖全国100座城市,提供2261个极充桩,每个极充桩的充电功率都在360 kW以上。
目前极氪自建极充站和极充桩保有量,远远领先于初代新势力蔚小理的布局。
图源:极氪官方
极氪的目标是到2024年,极充站总数预计将达到1000站;到2026年,极充桩总数预计将达到10000根,实现“千站万桩”的创想。
同时,围绕用户使用场景,极氪还提出来了打造“1515充电便利电”设想,即15分钟快速的找到充电桩在哪,15分钟的快速“补血”,半小时内解决充电焦虑。
在不断升级补能网络的同时,极氪自研的全液冷充电枪已经实现了再次升级。
极氪自研的全球首个量产600kW全液冷充电桩极充V2,早在一年前就已布局。今年9月,极氪全球单枪输出功率最高的充电桩极充V3也正式发布。目前,国内布局600kW全液冷充电桩的也只有华为和宁德时代。
极氪20kW直流家充桩&极充桩 图源:极氪官方
得益于极氪首创的全回路非绝缘整体浸没式冷却技术,极充V3的枪线载流能力不仅更强,线缆也更轻便,设计使用寿命长达10年以上。
自2021年极氪001上市开始,极氪每一款上市车型都在体现自研能力和技术进化能力。随着金砖电池的落地,也意味着极氪已经全面实现三电800V——电机、电控、电池的自研。
极氪首款车型001在小众市场猎装车市场开辟出了新战场,就得益于极氪以自研的智能电驱系统所带来的驾控体验获得了用户认可;
紧接着,在极氪009上,极氪在生产环节采用了全球量产最大一体式压铸后端铝车身,刷新了MPV的安全性与舒适性标准;
极氪001FR以自研高性能SiC永磁同步电机和全球首发量产的四电机分布式电驱,赋予纯电车型强大的赛道基因;
在即将上市的极氪007上,极氪通过自研电池上车以及即将亮相的自研智能驾驶技术,进一步夯实在主流市场的话语权。
自研高性能碳化硅四电机 图源:极氪官方
虽然成立仅仅三年多,但是极氪一直在刷新行业速度,这与极氪对于战略的聚焦,和清晰的市场认知是分不开的。
安聪慧说,三电是电动车最重要的基础,这是绝不能忽视的,作为一家主机厂,实现了这三个方面的突破,就可以有很好的竞争力。
所以,尽管极氪在过去两年并没有急于进入主流市场,但是在每一个细分市场,极氪都获得了颠覆性的市场认知,其核心就在于极氪一直坚持全面实施核心技术的自主研发,并逐步在产品和市场中渗透。
另一方面,极氪模式对于脱胎于传统车企,它不但把扎实的技术积淀带到了新品牌中,可以做到累计交付18万台电池零自燃的成绩,与此同时,也保持着独特的创新基因,赋予极氪本身以创新性内涵。这对于在新能源大潮的转型中独立成长的汽车品牌,有着诸多借鉴意义。