一项15年来无实质改进的技术,被理想汽车和宁德时代攻克了

http://ddx.gubit.cn  2023-11-14 18:28  宁德时代(300750)公司分析

转自:瞭望东方周刊

15年来没有实质改进的充电效率问题,被理想MEGA搭载的麒麟5C电池改变。

这款电池能够实现12分钟补能500公里,获得诸多全球第一:补能速度全球第一、充电电流全球第一、充电功率全球第一,在有限空间内能够实现700公里的续航,并且电池寿命大于传统2C电池,高温低温实现全温域快充,真正将充电效率从“2G带入到5G时代”。

搭载麒麟5C电池的理想MEGA,也是理想汽车的第一款纯电动MPV,其彻底颠覆了传统MPV的外观,成为全球风阻系数最低的MPV,解决纯电车上大空间和长续航不可兼得的问题。

这不仅是新能源汽车充电领域的颠覆,也是理想汽车作为中国汽车品牌的一次“重新定义”。

理想汽车在新能源市场证明了增程式“城市用电、长途用油”战略方向的精准性,如今进军纯电领域,正是基于理想汽车与宁德时代联合研发的麒麟5C电池等技术平台,在超充领域构筑了绝对的技术壁垒。

2023年,我国新能源汽车渗透率将达到36%,根据产业生命曲线规律,当渗透率突破30%时,意味着新能源汽车产业将进入增长新阶段,而真正构建全球领先的技术、持续基于用户价值来打造产品力,将是中国纯电汽车市场在一个拐点的制胜关键。

如今,在与增程技术的协同并进之下,理想汽车等中国汽车品牌,也加速推动了本土新能源汽车大规模替代传统燃油车的进程。

三个原则天时地利人和

续航已经不是制约新能源汽车发展的难题,充电效率才是。

充电焦虑的本质是电池的容量不断增加,用户充电要同等花费更多的时间;电动车的续航里程不断提升,但快充性能并没有实质性的提升。

2016~2019年,大部分纯电车续航里程 400公里左右,10~80%电量的充电时间都在45分钟以上,基本是1C;2020~2023年,纯电动车续航达到500~700公里,10%~80%电量的充电时间基本都是大于30分钟,充电倍率一直维持在2C。根据亿欧智库调研,在使用公共快充充电时,充电时间大于40分钟的占比高达44%,充电效率低是用户补能的核心痛点之一。

行业普遍认为,充电效率突破最好的方法就是发展超级快充,通过缩短充电时间,有效解决用户对补能的焦虑。

用来衡量动力电池充放电倍率大小的单位是“C”,几C就是在几分之一个小时内将电池充满,1C就是指可以在60分钟将电池系统电量充满,4C代表15分钟可将电量充满。但是如果没有出现800V的高电压平台、充电桩以及电池的整体优化,充电功率如果达不到5C,纯电车跑长途城际的问题是突破不了的。

理想汽车创始人兼CEO李想表示,理想汽车所有的纯电产品都将坚持三个原则——充电的突破、空间的突破、造型的突破。对于理想汽车来说,当下实现突破的“天时地利人和”已经成熟。

天时:新能源汽车市场痛点和需求愈发明显。中国新能源汽车市场高端化趋势将进一步凸显,带动更多自主品牌向高端化发展,顺势也推动MPV市场正式进入蓝海,无论是商务还是家庭属性,一辆MPV的平顺舒适是最重要的核心竞争力,而这恰恰是纯电的优势所在。

地利:自研的纯电技术逐步成熟。“增程”是理想汽车身上最深的标签之一,但是和行业既有印象不同,这家主打增程车的公司积累了成熟的自主研发纯电技术,其800V电压平台已经正式发布,并选择了能够支撑更多前瞻技术的方型铝壳电池。

人和:精锐的联合研发团队。由于理想MEGA的麒麟5C电池有太多电芯基础材料学、麒麟架构等新技术,正常的一个整车电池开发项目50人,开发周期18个月,而理想汽车和宁德时代一同构建了大于1000人的研发团队,历时36个月时间,博士超过70人,团队规模几乎等于传统电池研发的20倍。

历经了三年联合攻关,两者共同研发了5C电芯、5C热管理系统、5C的安全架构等,麒麟5C电池峰值放电倍率接近 7C,可以在 5C 倍率保持 500 kW 以上的功率 2 分半,在理想汽车官方的 5C 快充桩上 12 分钟可以补能 500 km,第三方 120 kW 充电桩上可以保持 120 kW 的充电速度直到 90% SoC。

自主研发与伴生开发双向奔赴

麒麟5C电池历经三年时间,重新定义众多纯电技术,并能够实现量产落地,离不开双方各自深厚技术积淀,以及供应商和整车厂之间一种“伴生式”伙伴关系的打造——技术路线理念的契合、技术攻坚的执着以及联合研发的深度合作。

理想汽车这家主打增程车的公司早在5年前就着手超快充电池开发,宁德时代早已投入资源研发进行快充电池的开发,但光有电池的技术肯定不行,必须有整车厂相互合作以及终端的充电桩去匹配。

起初理想汽车找到了诸多头部电池供应商进行需求研发,但最终除了宁德时代,基本都因为电芯指标开发难度太大等种种原因选择退出。2020年,理想汽车和宁德时代正式启动了联合工程开发,团队锚定目标,一是实现全球最快的充电速度;二是在保证超充性能达成的情况下,达成全球最高等级的电池安全。

理想与宁德时代每周有周会,每月有月会,每季度还有长远规划,对于整车的需求、电池总成的需求详细解构,建立了原子级的开发标准以及方案方向。

麒麟5C电池在宁德时代的“灯塔工厂”宁德基地生产,而“灯塔工厂”被誉为“世界上最先进的工厂”,是由达沃斯世界经济论坛和麦肯锡咨询公司共同遴选的“数字化制造”和“全球化4.0”示范者,代表当今全球制造业领域智能制造和数字化最高水平。如今,全球锂电行业的制造工厂,只有宁德时代的2个工厂达到了灯塔工厂标准。

要实现12分钟500公里充电性能,电芯内阻需要做得足够低,相对于传统这个形态电池的电芯内阻,要降低40%。所以不同于传统项目通常只做两层拆解,双方将电芯内阻构成进行了三层拆解,并分解成了17项。“蚂蚁腿再小也是肉,能嘬一口是一口”,整个过程好比对一段百公里的拥堵路段的每一公里都进行拥堵原因分析,并进行了缓解拥堵的可行性分析。

同样也是为了将内阻降到极致,双方开发了5C独有的电解液,在里面加了三种添加剂,有效在电解液和负极的接触面形成薄且均匀的界面膜。这个界面膜只有8纳米,而传统的界面膜有20纳米,因此可以做到锂离子穿过界面的速度更快。

理想全面迈入双能时代

各取所需、各取所长。理想汽车自上而下,在技术战略层面进行引领,宁德时代自下而上,在底层的技术工艺创新性等方面进行突破,在有机的交互之下,麒麟5C电池即将在理想MEGA之上展示为用户带来的真正价值。

能够在技术层面进行对话是双方有机交互的基础,如果品牌没有垂向的深度和积淀,车型无论在产品力还是价格竞争力方面,都不可能有任何优势。为了能够更好地和宁德时代一起进行先进技术的探讨,作为一家车企,理想汽车自身在产品与技术领域持续进行技术积淀,从实验室、台架到整体研发能力,在底层开始建立起一套自己的研发体系。如今,理想汽车在自研的800V高压纯电平台中,可在-10°C至40°C的宽温域区间实现“充电12分钟,续航500公里”的5C充电效率。

这些技术也都展现于理想MEGA身上。理想MEGA的CLTC百公里15.9kWh能耗,达到纯电MPV品类里的最低水平,其采用车顶流线型曲线跟车尾呈现分离感的卡姆尾设计,促使其5.35米、将近3吨的车重,能够做到5.5s的零百加速,风阻系数低至0.215Cd,较之保时捷Taycan的0.22Cd还要小,成为了时下全球风阻系数最低的MPV。

对于一台 MPV 来说,空间是最关键的衡量指标之一。基于纯电的能源架构,理想MEGA 的前机舱能够最大限度地收窄,为 MPV 车内留下更多的乘坐空间,在常规7座状态下,MEGA后备厢可以容纳“四个28寸+两个20寸行李箱”。

与之同时,MEGA将成为国内最新最严格、到2024年才正式升级实施的中保研安全测试标准下国内首款双侧25%碰撞均为G的MPV。而在追尾碰撞环节,MEGA采用的是时速88km/h的碰撞标准,比全球最严苛的美标高出10%。

特斯拉Model 3的量产把电动车大规模替代燃油车从不可能变为可能,而随着理想MEGA的正式量产,将把电动车大规模替代燃油车从可能变为现实,这也为理想汽车加速进入双能时代带来底气和实力。

基于“双能战略”的发展新阶段下,到2025年,理想汽车将形成“1款旗舰车型+5款增程电动车型+5款高压纯电车型”的产品布局,在“智能”和“电能”领域全面发力,“增程电动”与“高压纯电”并驾齐驱,助力用户的补能体验与加油看齐,真正克服里程焦虑。目前,理想在自建、自营 5C 超充桩,到2023年底,将完成超过300座高速超充站的建设,2025年超过3000座,覆盖超90%的高速路和主要城市。

未来,理想汽车也将大规模量产5C纯电车,并将利用自动充电机器人等智能技术,提供远超加油的补能体验。同时,智能驾驶也将彻底摆脱高精地图的依赖,实现在复杂的城市场景自主通行,并在明年将城市、高速 NOA 全部打通。