眾多車企布局超級快充

為了實現(xiàn)超級快充，對于充電過程中最重要的載體——電池，也需要進行一定困擾電動車主的補能問題將要被解決了！超級快充將成為重要的手段。一眾車企都在布局。

車企布局超級快充情況表

從各家車企官方的數(shù)據(jù)來看，新一代車型基本上可以在20分鐘左右充電至80%以上。

小鵬汽車推出的旗艦車型G9，補能速度快成為了該車重要的賣點之一。根據(jù)官方的數(shù)據(jù)顯示，小鵬G9可以在5分鐘內補充200公里續(xù)航。以570公里續(xù)航版本車型為例，小鵬G9在15分鐘內就可以充滿電，而此前小鵬P7在快充模式下則需要30分鐘才可以充電至80%，對比來看，G9的充電速度提升了一倍以上。而憑借這一性能，小鵬G9也喊出了全球充電最快量產車的口號。

特斯拉無疑是最早布局的車企之一，目前其峰值充電功率可以接近250kW。在特斯拉之外，保時捷也是在超級充電方面發(fā)力比較早的車企，保時捷首款純電動車型Taycan上第一個采用了800V架構，充電功率可以達到250kW，當時其充電功率甚至壓過了特斯拉。據(jù)官方介紹，它的充電功率還可以提升至320kW。

國內車企關于超級充電的競爭則更加激烈。廣汽埃安最新推出AION V Plus車型可以在5分鐘內補能至112公里，后續(xù)將會進一步提升到207公里，從數(shù)據(jù)上來看已經隱隱可以和小鵬G9掰手腕了。極狐也曾表示其阿爾法S可以在10分鐘補能200公里。此外，部分車企雖然還沒有拿出具體的產品，但也都曾展示了自己在充電方面的目標。比亞迪e平臺3.0上推出的一款概念車型ecean-X可以實現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航150公里。這說明，比亞迪e平臺3.0上生產的后續(xù)車型可能也將會具備非常強的快充能力。極氪汽車采用了800V架構，支持理論360kW超級充電；嵐圖汽車表示在800V架構和360kW超充樁的加持下，可實現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400公里。

此外，長城汽車、極星、理想等車企也都在布局超級快充。雖然目前各家車企的進展并不相同，但無一例外地都將超級充電作為了下一階段的重點方面，并且還已經找到了可行的技術方案。

電池成為重要的載體

為了實現(xiàn)超級快充，對于充電過程中最重要的載體——電池，也需要進行一定的調整。電池的快充主要看電池的充放電倍率，影響充電倍率主要有三個原因：電極材料、充電樁充電功率和動力電池溫度。對于電池企業(yè)來說，充電樁充電功率是客觀因素，電極材料和溫度控制則是電池廠可以做出改變的地方。

在動力電池環(huán)節(jié)，電池快充能力取決于電芯負極快速嵌鋰能力、電解液導電率以及電池系統(tǒng)的熱管理能力等多個能力。

快充時，鋰離子需要加速瞬時嵌入到負極。這對負極快速接收鋰離子的能力挑戰(zhàn)很大。若負極沒有高速嵌鋰能力，則會出現(xiàn)析鋰甚至鋰枝晶，進而導致電池容量不可逆衰減和縮短使用壽命；此外，電解液也需要較高導電率，同時要求能抗高溫、阻燃、防過充。另一方面，大功率快充會帶來發(fā)熱量的大幅增加，高壓電池包的熱管理至關重要。

一般而言，在電池包的安全設計上，可以通過應用隔熱性能更高的隔熱材料，例如陶瓷隔熱墊、云母板，進行熱擴散防護。但在被動熱防護之外，主動熱防護方案也至關重要。上海車展上，各家動力電池企業(yè)也圍繞材料創(chuàng)新及整包熱管理兩方面“大展身手”。

寧德時代麒麟電池?

此前，寧德時代的超快充技術已經涵蓋電子網(wǎng)、快離子環(huán)、各向同性石墨、超導電解液、高孔隙隔膜、多梯度極片、多極耳、陽極電位監(jiān)控等。

各向同性技術使得鋰離子可以從360度嵌入石墨通道中，實現(xiàn)充電速度的顯著提升；陽極電位監(jiān)控可實時調整充電電流，使電池在無析鋰副反應的安全范圍內發(fā)揮最大的充電能力，實現(xiàn)極限充電速度與安全的平衡。三元版麒麟電池采用了高鎳正極+硅基負極體系，能量密度可達255Wh/kg，支持5分鐘快速熱啟動及10min充電80％。但充放電過程中硅的體積膨脹可高達400%，活性材料易從極片上脫離，引起容量快速衰減，同時形成不穩(wěn)定的SEI膜。因此寧德時代的導電材料采用了1.5~2納米管徑的單壁碳納米管，對硅負極束縛力更強，導電網(wǎng)絡更充分，即使硅負極顆粒發(fā)生體積膨脹并開始出現(xiàn)裂縫時，仍可通過單壁碳納米管保持良好連接。此外，麒麟電池的電解液采用LiFSI，并使用FEC添加劑，在負極形成氟化鋰，離子半徑小，能及時修復裂縫。熱管理方面，麒麟電池將液冷系統(tǒng)和隔熱墊集成于多功能彈性夾層中置于電芯之間，相對于傳統(tǒng)的整塊鋪設在電芯上方的液冷板方案，換熱面積擴大了4倍。得益于更大的冷卻面積，電芯的控溫效率提升了50%。立式冷卻板打造橫向相對隔離空間，縱向電芯間有膨脹補償片+絕熱氣凝膠，有效隔熱實現(xiàn)“零熱失控”。

中創(chuàng)新航“頂流”電池

在800V高壓快充領域，中創(chuàng)新航布局了方形和極速超充大圓柱兩條路線。其方形產品支持4C快充，大圓柱支持6C快充。今年4月，中創(chuàng)新航首發(fā)了“頂流”電池，采用一體化裝配技術，打造極耳直連頂部一體式集流盤。通過一體式集流盤設計，相較普通的無極耳電池，“頂流”電池實現(xiàn)電流流經路徑下降70%，ACR（交流內阻）下降27%，DCR（直流阻抗）下降40%，結構內阻下降50%，空間利用率提升3%。在化學體系創(chuàng)新上，中創(chuàng)新航還通過原創(chuàng)“極質”電解液技術，革新快充體系設計。

欣旺達“閃充電池”

2022年9月，欣旺達發(fā)布旗下超級快充動力電池產品——SFC480，該產品最大充電功率達480kW，實現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200km，充電10分鐘續(xù)航400km，一次充電續(xù)航可達700km。材料創(chuàng)新方面，SFC480采用高電壓低鈷Ni60正極體系，并采用復合包覆和R元素摻雜技術方案，改善了正極材料的產品性能，使該電池同時具備高能量密度和快充和高安全性能。同時，SFC480在系統(tǒng)層面還導入全新一代3D液冷技術，實現(xiàn)-20℃低溫下能量保持率高于85%，體積利用率達到72%以上，全系產品無熱擴散。上海車展上，欣旺達發(fā)布了升級之后的“閃充電池”，具有超快充、欣安全、特耐用等特點，進一步支持電動汽車續(xù)航1000公里，10分鐘可從20%充至80% SOC。

蜂巢能源龍鱗甲電池

蜂巢能源在正極材料上采用前驅體定向生長的精密控制技術，將電芯內部阻抗降低10%以上，負極材料采用液相包覆技術，在石墨表面包覆無定形碳，進一步將電芯阻抗降低至20%負極；電解液也采用了含硫添加劑/鋰鹽添加劑等低阻抗添加劑體系；隔膜采用高孔隙陶瓷膜，提升隔膜導離子能力同時可兼顧耐熱性，達到快充及安全的平衡。龍鱗甲采用雙面冷卻設計，讓電芯大面積和冷卻板接觸，讓冷卻板迅速帶走電芯的熱量，換熱能力較一般水平提升70%。既可提升非充電場景下電池包的安全，也可顯著提升電動車快充場景的安全性。

億緯鋰能大圓柱電池π系統(tǒng)

上海車展上，億緯鋰能透露，其46系列大圓柱電池采用自研全極耳結構及鎳+硅碳材料體系，具備設計、制造、回收標準化特征，可圍繞46mm直徑做不同的高度，靈活利用空間可兼容各種車型。其4695 BEV模組冷卻主要是通過側面蛇形管路進行，每兩排電芯之間放置一個液冷板。與麒麟電池、龍鱗甲電池思路類似，億緯鋰能整體泄壓設計朝下，每個支架對應留有孔位，支架下方放置云母板。億緯鋰能還在發(fā)布會推出π電池系統(tǒng)，支持9分鐘快充，擁有“π”型冷卻技術，在電芯頂部及左右兩側構建傳熱通道，實現(xiàn)立體傳熱，解決快充發(fā)熱問題；在CTP集成技術基礎上，應用高效復合新型材料和膠黏劑，使系統(tǒng)減重10%，實現(xiàn)小空間、低重量、高續(xù)航。此外，億緯鋰能還推出了方形疊片、BEV方形系統(tǒng)、12V/48V電池系統(tǒng)產品等。BEV方形系統(tǒng)采用大面高效液熱技術和高分子涂層保溫技術，低溫性能表現(xiàn)優(yōu)異；3C快充電芯、大面液冷均溫技術支持超快充；基于模塊集成+CTP技術，應用鋼鋁復合箱體，實現(xiàn)高集成、輕量化；主動熱控技術與氣電隔離技術可保障系統(tǒng)全生命周期NTP。第二代高功率、高集成度48V電池系統(tǒng)，采用集成式液冷系統(tǒng)，實現(xiàn)高效的熱管理目標；高功率和低阻抗電池系統(tǒng)的設計，可實現(xiàn)高脈沖放電性能；集成液冷技術、極致均溫均衡技術為循環(huán)壽命保駕護航。

巨灣技研XFC極速超充電池

巨灣技研采用獨特的新型導電劑材料和系統(tǒng)性的工程設計，電芯采用高倍率改性正負極材料和高電導電解液，在電極內都構建高效的三維導電網(wǎng)絡，提高了鋰離子的嵌入脫出的動力學性能。配合最高可達900V的高電壓平臺，電池最大充電速度是現(xiàn)在普通電池的6倍以上，最大充電功率480kw，能做到7.5分鐘充電0%-80%。上海車展首日，合創(chuàng)汽車發(fā)布上市的純電旗艦MPV V09上搭載了巨灣技研為其定制開發(fā)生產的12MinXFC電池包，可實現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400km。這款 XFC 極速電池包采用了>200Wh/kg 高能量密度極速電芯材料，應用新型導電劑，以及高效熱管理系統(tǒng)，可確保不少于 40 萬公里的常年常溫極速快充，支持 V09 實現(xiàn)全生命周期的極速充電。另外，XFC 電池在極限熱失控試驗中，做到了熱失控觸發(fā)后電池包 24 小時無明火，能夠保障汽車使用過程中的安全性和耐用性。

6月6日，巨灣技研發(fā)布了其自主研發(fā)的巨灣鳳凰電池。鳳凰電池具備三大技術亮點，分別是高效能熱管理、多合一彈倉式結構、總線電壓升降開關矩陣，可大幅提升動力電池的安全性及充電速度，讓新能源電動汽車的運行和XFC（eXtreme Fast Charge）極速快充，不受環(huán)境氣候及電壓平臺限制。

該電池的最大亮點是，在極速快充方面較具競爭力，可實現(xiàn)最高8C（在1/8小時內充滿電池）極速充電，0-80%充電僅需6分鐘。結合其充一次電續(xù)航里程可達1000km的數(shù)據(jù)，6分鐘充到80%意味著新車續(xù)航達800km。

這樣的充電速度目前在業(yè)內領先。根據(jù)計劃，鳳凰電池將于明年量產上車。

此外，瑞浦蘭鈞“問頂"電池、孚能科技SPS大軟包方案、捷威動力海綿系統(tǒng)等，也針對快充場景下的材料創(chuàng)新與整包熱管理進行了針對性開發(fā)。值得注意的是，行業(yè)人士指出，快充電池的電芯成本比普通電池至少高5%-8%，疊加超充樁的投資成本高達普通直流樁的幾倍，當前布局800V高壓平臺車型的仍然以頭部車企為主。中期來看，在成本上，車企還無法實現(xiàn)將800V高壓快充覆蓋至15萬元以內的車型。因此在10萬元-20萬元的汽車市場中，混動車型表現(xiàn)將更為突出；但在20萬元以上市場中，超快充技術將推動純電車型保有量進一步擴大。在未來，實現(xiàn)快充技術普惠性降本、并通過車網(wǎng)互動減少電網(wǎng)壓力，將成為快充賽道的競爭重點與發(fā)展方向。

快充到超級快充

EV充電功率提升背后的快充連接

平臺架構從400V升級至800V要求連接器重新選型，連接器數(shù)量可能增加（增加大功率快充接口）；在同等功率條件下，電壓提高，電流減小，線纜耐壓性提高、體積減下。

幾乎所有新型電動汽車設計都依靠快速充電來完善補充傳統(tǒng)的充電技術，這是實現(xiàn)突破的根基。我們可以看一下目前一些連接器廠商已經推出的快充、超級快充連接器與相關技術。

HARTING COMBO DC快充連接器

作為寶馬和大眾集團的1級供應商，HARTING的COMBO系列用于連接快速充電站的組合2型充電，目前充電功率最高200kW（200 A / 1000V）。

COMBO DC快充連接器，HARTING整個連接器無熱表面，熱管理十分出色，而且電纜橫截面也非常小，提供了足夠小的接觸電阻。COMBO使用薄片“郁金香”形電插頭，在數(shù)千次插拔后也能確保充電效果，接觸材料上選擇了具有卓越電流和電壓特性的材料確保導電性能，外殼上玻璃纖維增強塑料既減輕了重量又保證了耐用性。據(jù)悉HARTING也在布局液冷技術，結合DC快充實現(xiàn)更高的充電功率。

史陶比爾QCC連接器

史陶比爾的高功率充電系統(tǒng)QCC自動充電連接，僅需充電二十分鐘，即可連續(xù)作業(yè)四到五小時。QCC能實現(xiàn)高功率傳輸，確保鋰離子電池和超級電容等儲能設備的快速充電。QCC采用全封閉設計，插合及未插合情況下均能提供防水、防觸摸保護，可承受高達1500V、670A的持續(xù)電流，1440A的短時電流。

QCC，史陶比爾TE快速充電連接器TE的快速充電產品組合相當豐富，也是特斯拉快充連接器件的供應商。TE的快充充電插座集成傳感和驅動，在實現(xiàn)智能充電控制的同時，提供安全可靠的觸摸安全操作和充電狀態(tài)反饋。這些連接件還可以擴展，順應車輛內多種多樣的客戶電氣/電子架構，從離散的點對點操作到通過分布式智能控制等等。

TETE正在開發(fā)高壓、物理兼容的電池模塊觸點和連接接口，以便能夠擴展充電電池組。這些互連件堅固耐用，集成電流、電壓和溫度感應，能夠智能控制電池管理（充電狀態(tài)和健康狀態(tài)）。TE 1MW＋的液冷超級快充連接也在布局中。

永貴超級快充連接

四川永貴則是國內超級快充的頭部廠商，走的是液冷技術路線。液冷超充在相同充電電流的工況下，可以大幅減少導體的資源用量，同時還可顯著減低易發(fā)熱部位的溫升，技術壁壘高。永貴電器表示，受新能源汽車行業(yè)高速發(fā)展的影響，公司得以積極爭取新客戶新項目，新能源汽車連接器、充電槍等拳頭產品出貨量不斷提升，能實現(xiàn)最大電流600A、額定電壓1000V的汽車充電。目前永貴的液冷快充產品已經實現(xiàn)商業(yè)化量產，客戶包括吉利、華為、理想等。

日豐股份超級充電系統(tǒng)

據(jù)日豐股份官方披露，其子公司上海艾姆倍新能源科技有限公司研發(fā)超級液冷大功率充電槍及超級充電系統(tǒng)目前已經完成核心技術開發(fā)及相關驗證。根據(jù)網(wǎng)上相關資料，其充電功率非常高，充電電流能到600A。日豐股份在2022年5月13日的業(yè)績說明會中表示公司研發(fā)的超級液冷大功率充電系統(tǒng)是原創(chuàng)產品，電流最大可到1000A。可以看到，國內廠商在快充連接這條路上競爭力十足。根據(jù)中信證券預測，到2025年國內充電槍市場規(guī)模將超過40億元，其中液冷直流槍占比超25%，單價約3000-4000元。在產業(yè)變革和國內智能汽車品牌領先的推動下，國產快充連接器廠商有望憑借技術突破、快速響應以及成本優(yōu)勢，抓住機遇做到全球領先。

編輯：黃飛

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