作者|王飛,郵箱|wf@pingwest.com
長期以來,人們對于插混增程(增混)動力的車型存在一個固有認知:就是市內(nèi)通勤可以用電,他們通常擁有一個100公里-200公里左右續(xù)航的電池,這樣日常開下來非常具有經(jīng)濟性。高速的場景可以用油,在擁有電動這種更好的驅(qū)動形式下,同時也可以兼顧出遠門回鄉(xiāng)的場景,一舉兩得。
正因為這樣的場景可用性,增混車型的市場成為了如今消費者最能“用錢投票”的汽車動力類型的市場。
中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,今年1-9月新能源汽車銷量同比增長32.5%,但插混增程車型增幅高達84.2%——并且,有越來越多的車企正在進入插混增程市場,推出相應產(chǎn)品。
但是如果我們以這個場景的體驗來看一些產(chǎn)品,它們還是會有一些短板。比如,經(jīng)常在高速超充樁上看到一些插混增程車長期“占樁”遭到吐槽,我們不去討論這種行為,但從技術上來看,這說明了增混車型中還是有一些值得改進的產(chǎn)品特性:比如大多數(shù)插混、增程車型純電續(xù)航太少,用戶仍然希望大部分場景都用電來行駛,但依然希望有油箱作為輔助;大部分增混車型補能速度跟不上,很多增混車型在嚴寒的地區(qū)表現(xiàn)不是特別好,經(jīng)常處于虧電狀態(tài),因為他們配備的電池技術還停留在更早的一代。
為此,寧德時代就針對增混市場推出一款電池產(chǎn)品——驍遙超級增混電池。
整體上看,驍遙是專門為增程和插混車型打造——續(xù)航超過400km,補能速度達到4C速率,在核心參數(shù)對齊目前的純電車的電池性能。
另外一個特性則是,更安全和抗低溫,從材料、電芯、模組、BMS到電池包,多級別、多維度、多場景,驍遙電池進行了超過400多項測試驗證。驍遙電池設計壽命長達15年,具備4000次以上充放電循環(huán)能力——讓增混車型的電池也實現(xiàn)代際級升級。
推出“大電量”增混正當時?
從產(chǎn)品序列上來看,寧德時代推出過一系列的細分市場的產(chǎn)品:寧德時代已經(jīng)先后推出了麒麟電池和神行電池兩大產(chǎn)品,前者以三元鋰材料為主,高密度的特性,可以實現(xiàn)5C速率的快充,也配備更大的電芯散熱性能??梢哉f是挑戰(zhàn)高速率高性能的標桿產(chǎn)品。
后者隨著全棧800V車型的鋪開,以磷酸鐵鋰材料為基準,實現(xiàn)4C速率的超充,同時可根據(jù)不同需求,面向更廣泛的車企群體和需要,主打“人人可用、車車可享的新能源車標配”。
寧德時代也是在這樣的產(chǎn)品序列之后,再次開辟了增混電池的賽道。
但在戰(zhàn)略強調(diào)純電未來的當下,作為上游產(chǎn)業(yè)的寧德時代卻推出了一塊增混電池產(chǎn)品——這似乎是一個“違背老祖宗”的決定。
為什么要在這個時間點發(fā)布一塊增混電池?
寧德時代市場部總經(jīng)理羅堅首先在發(fā)布會上肯定了新能源(電動化)的路線,中國新能源乘用車9月份的滲透率是53%,從今年7月份開始滲透率已經(jīng)連續(xù)三個月超過了50%,這意味著電動車已經(jīng)徹底超越燃油車,成為多數(shù)消費者的選擇。
但近三個月內(nèi),增混車型在新能源乘用車中占比43%,今年9月份增混車型的銷量同比增長了將近120%。相關報告也預測,增混車型的份額會繼續(xù)提升,未來有望突破50%。
從上游企業(yè)寧德時代來看,在新能源車市場,這也像是一個戰(zhàn)略轉(zhuǎn)彎。
實際上,寧德時代也不諱直言:新能源車動力路線的判斷,其認為增混汽車應該被視為長期存在的獨特品類。
今年不只是行業(yè)龍頭在關心增混車型的電池產(chǎn)品體驗,行業(yè)整體都在推動增混車體驗接近純電車。
自從以增程路線為代表的理想汽車成為了繼特斯拉、比亞迪后全球第三家實現(xiàn)盈利的新能源車企后,增混賽道已經(jīng)擁有了越來越多的玩家,問界、阿維塔等車企相繼推出增程車型。事實上,不管是車企角度,還是市場增量的角度,純電車型銷量增速放緩明顯,新能源車銷量增速主力來源于混動車型。
這時候,寧德時代作為上游企業(yè),其認為提升電池性能,改善增混車型的體驗就變得尤為重要。
寧德的物理和電化學世界
過去,類似插混車型的架構其實更依賴發(fā)動機,尤其是小電池大油箱的方案,發(fā)動機作為主力的功率單元,提供輸出或電力儲備,仍然依托在過去的燃油車架構之上。
但增程,以及增混電池相關的技術架構的核心應該在于電池,這也意味著在技術方案上需要重新整合。在用戶的角度,是更大的電池,更高的充放電倍率,更安全的產(chǎn)品,比如實現(xiàn)40度以上的大電池裝機,覆蓋250km以上純電續(xù)航。
車輛結構上,寧德時代國內(nèi)乘用車事業(yè)部CTO高煥稱,增混車型擁有增程器和排氣管等,占據(jù)了一定的車輛設計空間,留給電池包的空間相對較少,所以在增混車型上,就一定需要提升單體電芯的材料能量密度及優(yōu)化電池使用效率,來提升整體續(xù)航表現(xiàn)。過去的電池產(chǎn)品其實并不一定是為這樣的需要而開發(fā)。
提升電化學的特性,驍遙超級增混電池實現(xiàn)了材料級的升級——
驍遙電池采用了正極材料表面修飾技術,結合創(chuàng)新的高壓電解液配方形成“納米級防護層”,有效減少了活性層的副反應。正極材料中還引入了高活性激發(fā)態(tài)粒子,大幅提升鋰離子在材料中的傳輸效率。
寧德時代還構建了SOC全場景高精模型,SOC控制精度提升了40%。材料創(chuàng)新結合BMS智能算法優(yōu)化,讓驍遙電池的純電使用率整體提升了10%以上,實現(xiàn)了超過400km的純電續(xù)航。此外,寧德時代通過對電池充放電極化特性建模,打造了電池多級功率預測控制策略,讓增混車的功率性能也再次提升20%。
4C超充技術也“復刻”到了驍遙電池上,驍遙電池可以實現(xiàn)“充電10分鐘,補能超280km”。正極快離子導體包覆技術、負極二代快充石墨和新型納米包覆技術、多梯度分層極片設計和全新的超高導電解液配方,使鋰離子的穿透“縱享絲滑”,讓增混車型也能享受純電般的極致充電體驗。
從架構上看,鋰電在提升能量密度,充放電活性方面有較好的體驗。本次驍遙電池也首次混用了“鈉電”,實現(xiàn)了“鋰鈉”混用,鈉離子電池則在低溫中具有較強的使用優(yōu)勢。
高煥表示,寧德時代的鈉離子電池的技術在驍遙超級增混上實現(xiàn)應用,助力實現(xiàn)零下四十度極寒環(huán)境可放電,零下三十度可充電,零下二十度更是與常溫駕駛體驗沒有差別。這也是既寧德時代發(fā)布鈉離子電池后,官宣其第二個落地場景。
為此,寧德時代使用首創(chuàng)的AB電池系統(tǒng)集成技術,驍遙電池包將鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例和排列進行混搭、串聯(lián)、并聯(lián)集成,實現(xiàn)電池低溫續(xù)航提升5%。其次,寧德時代將鈉離子電池作為AB電池系統(tǒng)的SOC監(jiān)測標尺,來輔助標定鋰離子電池的電量,使系統(tǒng)整體控制精度提升了30%,純電續(xù)航里程額外增加10km以上。
針對鋰離子電池、鈉離子電池低溫性能上的差異,寧德時代還開發(fā)了全溫域電量精準計算BMS技術,在全天候場景下對不同化學體系針對性分區(qū)管理,有效解決了高低溫惡劣環(huán)境下電量預測失真或動力性能降級等問題。
驍遙超級增混電池經(jīng)過大量采用后,相信一定程度上也會推動增混車型架構的變化。
比如配置大電池之后,整個增程系統(tǒng)包括發(fā)動機控制器、發(fā)電機控制器、驅(qū)動電機和驅(qū)動電機控制器可以進一步做整合。高煥認為,類似增程系統(tǒng)的零部件產(chǎn)業(yè)可能會發(fā)生一些變化。
類似的,過去小電池大油箱的方案,也可能會演化出大電池小油箱的方案——既考慮到純電的舒適和經(jīng)濟特性,同時又照顧到了遠途的場景。
隨著驍遙超級增混電池的推出,也會繼續(xù)提高增混車型的市占率。“從中長期來看,跟純電來比,可能會出現(xiàn)50:50的市場局面?!备邿ū硎?。