5C超充電池能不能平民化？是不是一個(gè)“貴族”產(chǎn)品？
理想汽車首款純電產(chǎn)品MEGA，吸睛無數(shù)。它首個(gè)量產(chǎn)應(yīng)用的5C超充電池，也被高度關(guān)注。
畢竟，如果這個(gè)12分鐘補(bǔ)能500公里的產(chǎn)品能廣泛應(yīng)用，電動(dòng)汽車最后一個(gè)短板——補(bǔ)能速度慢——就基本解決，燃油車、甚至插電混合動(dòng)力、增程式電動(dòng)汽車，就會(huì)加速退出。
5C超充電池能不能平民化？是不是一個(gè)“貴族”產(chǎn)品？
“一定是一個(gè)可以規(guī)?；⑸虡I(yè)化的產(chǎn)品，而不是說做出來的東西很貴，或者根本就用不起?！?/strong>
11月6日，寧德時(shí)代國(guó)內(nèi)乘用車事業(yè)部CTO高煥在參加理想MEGA媒體鑒賞會(huì)時(shí)，如此回應(yīng)。
高煥說，5C超充電池，“在續(xù)航上面，在能量密度上面，我們不僅要達(dá)到要求，還要做到行業(yè)領(lǐng)先，然后在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)我們5C 快充的能力。而且，我們不僅是一個(gè)安全可靠的產(chǎn)品，最終還要落到經(jīng)濟(jì)性上?！?/strong>
理想汽車動(dòng)力電池高級(jí)總監(jiān)柳志民也透露，5C超充電池和現(xiàn)在普遍應(yīng)用的2C電池，價(jià)格“沒有質(zhì)的差別”。
5C超充電池對(duì)于寧德時(shí)代而言，也是非常重要的產(chǎn)品。它和神行電池類似，是寧德時(shí)代為了應(yīng)對(duì)超充需求的補(bǔ)能方案。5C超充電池也不是臨時(shí)抱佛腳的產(chǎn)品，是長(zhǎng)期研發(fā)快充電芯+麒麟電池方案的結(jié)合。
簡(jiǎn)單說，5C超充電池，是麒麟電池的一種。
5C超充電池是怎么誕生的？它和典型的麒麟電池方案有什么不同？除了理想汽車之外，5C電池會(huì)被用于其他車企嗎？
01
理想汽車“催生”5C
理想汽車創(chuàng)始人李想開始造車時(shí)，就動(dòng)力的技術(shù)路線有過深思。
他當(dāng)時(shí)判斷，做純電動(dòng)還不到時(shí)候，時(shí)機(jī)是400kW左右的超充技術(shù)成熟之時(shí)。
在全力打造了首款車增程式理想ONE之后，理想汽車就開始研發(fā)快充電池。
柳志民介紹研發(fā)過程——
2018年理想開始研發(fā)快充電池，提出大電量、高倍率充電能力；
2019年，確定了高壓超充的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確了800V的電壓平臺(tái)，選擇了方型鋁殼電池，放棄了刀片和圓柱，“因?yàn)榈镀蛨A柱的形態(tài)限制只能做到3C”；同一年，頭部電池供應(yīng)商包括寧德時(shí)代、三星等，都基于理想汽車的需求開始了研發(fā)，但最終，除了寧德時(shí)代基本都因?yàn)殡娦局笜?biāo)開發(fā)難度太大，退出了；
2020年，和寧德時(shí)代正式啟動(dòng)了聯(lián)合工程開發(fā)；
2021年，電池的架構(gòu)方案開發(fā)確定，又歷經(jīng)了三年聯(lián)合攻關(guān)，共同研發(fā)了5C電芯、5C熱管理系統(tǒng)系統(tǒng)、5C的安全架構(gòu)，搭載到了理想MEGA上。
換到寧德時(shí)代的視角，時(shí)間線開始得更早。首先在新能源汽車推廣早期，功率型電池一直是混動(dòng)、插混商用車大量應(yīng)用的電池，寧德時(shí)代也有供應(yīng)；其次，轉(zhuǎn)到純電賽道之后，寧德時(shí)代也很早判斷會(huì)有快速充電需求。
2017年初，寧德時(shí)代就發(fā)布了磷酸鐵鋰-石墨快充技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)4-5C快充能力。但是，系統(tǒng)能量密度只有70wh/kg。
近幾年，隨著能量密度-續(xù)航里程問題的解決，消費(fèi)者日益關(guān)注補(bǔ)能效率。寧德時(shí)代也投入資源研發(fā)快充，麒麟電池方案的性能目標(biāo)之一，就是超快充。“但是要用這個(gè)電池，我們就必須得跟整車廠，還有終端的充電樁去匹配，光有電池的技術(shù)肯定不行?！备邿ㄕf。
理想汽車的需求正和寧德時(shí)代匹配。聯(lián)合開發(fā)三年之后，“我們就認(rèn)為時(shí)機(jī)到了……選擇在這款車型上做第一款超充的搭載?！?自車規(guī)級(jí)動(dòng)力電池量產(chǎn)裝車以來，最核心的材料路線沒有變化，依舊是磷酸鐵鋰和三元，為什么這幾年電池快充性能突飛猛進(jìn)？
高煥認(rèn)為，從分子層級(jí)來講，磷酸鐵鋰和三元鋰確實(shí)沒有多大的變化，但是整個(gè)電池是一個(gè)系統(tǒng)?！罢龢O、負(fù)極、隔離膜、電解液，在封裝的殼子里面，就是一個(gè)相對(duì)小一點(diǎn)的電芯系統(tǒng)，它們之間要互相配合，其實(shí)發(fā)生了一些變化。”
他舉的例子包括：超充電芯的正極，用到超電子網(wǎng)，包括神行電池也是一樣的。有超電子網(wǎng)的覆蓋，鋰離子的傳導(dǎo)才會(huì)更好；電解液也進(jìn)行了優(yōu)化，提升了電導(dǎo)率水平；負(fù)極要做一個(gè)很好的快離子環(huán)設(shè)計(jì)，讓鋰離子能夠很快地通過最短路徑到石墨里面。
超電子網(wǎng)正極 電池包系統(tǒng)也有大的變化?！镑梓氲募軜?gòu)下，剛剛解決了產(chǎn)熱的問題和能量密度的問題，要進(jìn)一步解決散熱效率的問題，還有安全的問題。” 那么，在理想-寧德時(shí)代這對(duì)CP，是如何分工協(xié)作，開發(fā)5C超充電池的？
柳志民先介紹，正常的一個(gè)整車電池開發(fā)項(xiàng)目50人，開發(fā)周期18個(gè)月。但是5C超充電池項(xiàng)目有超過1000人，博士超過70人，花36個(gè)月時(shí)間開發(fā)。
其中，理想汽車動(dòng)力電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)300人，70%的人力投入到5C超快充項(xiàng)目，光是博士團(tuán)隊(duì)就有25人投入5C項(xiàng)目。
高煥詳細(xì)闡述了兩者分工：“柳博（即柳志民）的團(tuán)隊(duì)對(duì)于整車的需求、電池總成的需求詳細(xì)解構(gòu)，同時(shí)建立了原子級(jí)的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)以及方案方向，對(duì)于電芯、Pack有最嚴(yán)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方案；寧德時(shí)代基于底層的材料、體系、結(jié)構(gòu)、工藝等技術(shù)開發(fā)。理想汽車自上而下，寧德時(shí)代自下而上，形成非常好的交互，共創(chuàng)方案，這是我們的合作邏輯?！?/strong>
柳志民所帶領(lǐng)的理想動(dòng)力電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)，定位不僅僅是匹配產(chǎn)品需求，去做方案?！拔覀兛隙〞?huì)從底層架構(gòu)去想，其實(shí)我們也會(huì)做一些材料，包括工藝方案的摸索。”
但柳志民明確表示，“我們不是為了自研而自研，閉門造電池，我們對(duì)電池行業(yè)有足夠的敬畏之心，我們會(huì)持續(xù)聯(lián)合最好的供應(yīng)商不斷的創(chuàng)新，基于用戶價(jià)值來打造行業(yè)第一的產(chǎn)品力?！?/strong>
高煥對(duì)于理想這樣的客戶研究電池樂見其成：“我們也很欣賞像寶馬、理想這些企業(yè)能夠去深入地去了解電池。因?yàn)榱私饬酥?，就知道核心的關(guān)鍵點(diǎn)在哪里……也有利于他們快速地去決策用什么樣的電池，用誰家的電池，會(huì)是能夠滿足或者說服務(wù)于我們整車的競(jìng)爭(zhēng)力的?！?/p>
02
5C超充電池：一種麒麟電池
2022年6月，寧德時(shí)代發(fā)布了“麒麟電池”。當(dāng)時(shí)，業(yè)界更多驚詫于這個(gè)電池系統(tǒng)方案的能量密度表現(xiàn)——
采用三元材料電芯時(shí)，麒麟電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)255Wh/kg，輕松實(shí)現(xiàn)整車1000公里續(xù)航；采用磷酸鐵鋰時(shí)，系統(tǒng)能量密度也超過160Wh/kg。在相同電芯化學(xué)體系和同等電池包尺寸下，麒麟電池能量密度相比圓柱4680電池系統(tǒng)要高13%。
麒麟電池即寧德時(shí)代CTP 3.0電池包方案 其實(shí)，麒麟電池也宣布了很強(qiáng)的快充能力：10分鐘從10%快充至80%。按此換算，約700公里續(xù)航的理想MEGA，如果完全按這個(gè)方案走，10分鐘補(bǔ)能490公里——和現(xiàn)在的12分鐘補(bǔ)能500公里差不多。
麒麟電池之所以能做超充，是因?yàn)槔鋮s能力的倍數(shù)增長(zhǎng)。
關(guān)鍵的技術(shù)方案是，麒麟電池將原本放置在電芯底部的水冷板，放到了電芯之間的面積最大的那一側(cè)，使換熱面積擴(kuò)大四倍。
這項(xiàng)電芯大面冷卻技術(shù)，將電芯控溫時(shí)間縮短至原來的一半，從而適應(yīng)更大電流和更高電壓的快充。當(dāng)然，這個(gè)技術(shù)也能用來升溫，在寒冷的冬季，麒麟電池可支持5分鐘快速速熱啟動(dòng)，便于充電或者放電。
理想-寧德時(shí)代5C超充電池的冷卻方案與此相同，也是把冷卻管放置到電芯之間。 不過，理想-寧德時(shí)代5C超充電池包，和此前寧德時(shí)代公布的麒麟電池方案，略有不同。
第一個(gè)不同是，麒麟電池對(duì)外公布時(shí)，電芯采取倒置方式，即電芯頂蓋朝下，而5C超充電池還是朝上站立的。
麒麟電池包的電芯倒置，能夠提升電池包空間利用率。電芯頂蓋有排氣閥，發(fā)生熱失控時(shí)會(huì)打開排氣，需要排氣空間，而電池包底部為了防止底部沖擊，最好也需要留出空間。電芯倒置，可以把這兩個(gè)空間合二為一。這個(gè)空間的節(jié)省，幫助麒麟電池包的電芯空間利用率提高了6%。
理想-寧德時(shí)代5C超充電池包，電芯正常站立，但是頂部仍然留出大通道定向排氣通道，并在電池包上留出了橫向防爆閥，保證在單顆電芯失效的情況下，實(shí)現(xiàn)失效高溫氣體的快速排出，而且是側(cè)向排出，不會(huì)通向乘員艙。
不過，5C超充電池包底部沒有預(yù)留空間，但是采用了雙層型材護(hù)板，提升刮底工況下的防護(hù)能力，避免底部沖擊可能導(dǎo)致的熱安全事故。
理想-寧德時(shí)代的5C超充電池，沒有采取電芯倒置方式，可能是對(duì)能量密度沒有那么渴求。這款電池包采用約250wh/kg的中鎳三元電芯，電池包能量密度約170wh/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于麒麟電池能量型取向的255wh/kg。
柳志民在回答《電動(dòng)汽車觀察家》問詢時(shí)也表示，后續(xù)可能會(huì)考慮倒置方案。
5C超充電池包和麒麟電池包第二個(gè)不同是有電池包結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了理想汽車的“整車視野”。
柳志民介紹，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池包機(jī)械安全的要求是，在發(fā)生側(cè)向觸碰時(shí)，要做到不起火、不爆炸。理想MEGA的要求是，在任意位置碰撞時(shí)，冷管、電芯、冷管接頭處，所有的能源的承載區(qū)，不能夠有任何的接觸。
理想MEGA在電池邊梁上，通過九宮格的方案設(shè)計(jì)與吸能潰縮區(qū)和能量傳遞區(qū)的一個(gè)配合，“首先吸收掉15%的沖擊能量，再把力量傳遞到護(hù)板以及橫梁上去，避免力傳遞到能源區(qū)?！?/strong>
麒麟電池發(fā)布時(shí)，典型方案是將電池包橫縱梁與水冷板集成設(shè)計(jì)，取消了橫縱梁。但是在5C超充電池包上，有一個(gè)掛載梁和一個(gè)馬鞍梁作為承力結(jié)構(gòu)。其中馬鞍梁指的是，一個(gè)馬鞍形的梁跨坐在一個(gè)矮梁上，一方面用于增加強(qiáng)度，另一方面提升可制造性。
這兩個(gè)差異并不是重大差異，理想-寧德時(shí)代5C超充電池包，還是麒麟電池包的一種。
高煥在媒體采訪環(huán)節(jié)也表示，麒麟架構(gòu)是高端車電池的解決方案?！霸邝梓爰軜?gòu)下，我們會(huì)根據(jù)各個(gè)車型的品類以及它對(duì)需求的定義來劃分我們‘超級(jí)性能’的屬性?！?/strong>
有“超級(jí)續(xù)航”，指續(xù)航1000公里以上的車型，聚焦續(xù)航里程，主要是通過高能量密度化學(xué)體系來保證安全；有“超級(jí)功率”，指追求超大功率的車型，比如兩秒級(jí)的零百加速。
“理想在超充這一部分，一定是NO.1。理想MEGA是第一個(gè)我們?cè)邝梓爰軜?gòu)下實(shí)現(xiàn)5C峰值快充的純電車型?！?/strong>高煥在此對(duì)這個(gè)客戶不吝譽(yù)美之詞：“結(jié)合我們對(duì)整車細(xì)分市場(chǎng)的定義，同時(shí)考慮到成本等方面，我認(rèn)為理想MEGA是一個(gè)非常完美的產(chǎn)品?！?/p>
03
推廣會(huì)和理想汽車“商量”
理想汽車在首款純電車型MEGA之后，就將推出系列純電車型，預(yù)計(jì)會(huì)覆蓋20-50萬元區(qū)間。
“理想汽車邁入純電賽道，我們的創(chuàng)新會(huì)基于用戶價(jià)值充分的創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，會(huì)充分的科技平權(quán)，做好極致的平臺(tái)化，理想后續(xù)純電車型將全部標(biāo)配超充電池，真正解決用戶補(bǔ)能焦慮。”柳志民說。
顯然，5C或者接近的超充，將成為理想汽車純電車型的標(biāo)簽，并且惠及20萬元市場(chǎng)。
成本自然就是核心問題。當(dāng)前，5C超充電池和2C電池在同一級(jí)別，但要做到普及，肯定要降本。
在回答車企之間的超充競(jìng)爭(zhēng)問題時(shí)，柳志民也說，“接下來的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)越來越激烈，我們會(huì)不斷通過方案創(chuàng)新去得到更加合理化的成本。雖然是高端電池，但是我們能夠通過合理化成本，讓更多車型用得上這樣的電池，這也是我們的一個(gè)方向。”
超充要普及，光靠理想汽車不夠。
柳志民也體現(xiàn)了高風(fēng)亮節(jié)：“我們也希望寧德時(shí)代能夠跟我們?cè)诤献鬟^程里面，打破所有的核心技術(shù)（壁壘），能夠影響整個(gè)行業(yè)，要我們整個(gè)行業(yè)的伙伴都能夠去在為純電車大規(guī)模替代燃油車去做更大的一個(gè)貢獻(xiàn)?！?/p>
他甚至說，“特斯拉 Model 3 的量產(chǎn)把電動(dòng)車大規(guī)模替代燃油車從不可能變?yōu)榭赡?，MEGA的超充體驗(yàn)會(huì)把電動(dòng)車大規(guī)模替代燃油車從可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)?！?/p>
后續(xù)有其他品牌車型會(huì)用到寧德時(shí)代5C超充電池嗎？
高煥沒有直接回答這個(gè)問題。麒麟電池的“超級(jí)快充”版本——5C超充電池，“是我們和理想首次合作搭載的車型，關(guān)于是否會(huì)應(yīng)用在其他車型上，我們也會(huì)和理想溝通?！?/strong>
他說，“如果用這個(gè)產(chǎn)品搭載在其它的車型上，相關(guān)規(guī)定在我們的合作條款中都有包含?！?/strong>
顯然，高煥所說，是嚴(yán)格為理想汽車定制的這一方案用于其他車企，需要理想汽車同意。但是，由于麒麟電池本來就有超級(jí)快充取向的方案，有多條技術(shù)路線，肯定也會(huì)有其他車企應(yīng)用。 為什么墻裂推薦大家加入阿寶說車 知識(shí)星球
審核編輯：劉清
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原文標(biāo)題：寧德時(shí)代：5C超充電池不會(huì)很貴
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