2015年,《巴黎协定》的签署明确了气温控制目标,同时各国也紧锣密鼓推出自身节能减排的计划和战略。2020年,中国提出“碳中和”目标,力求二氧化碳排放量在2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和。
在此期间,汽车行业也开启了自身绿色低碳发展道路的探索。受益于政策的推动、需求增加以及成本逐年下探等多种因素,全球新能源汽车产量和动力电池需求量也急剧增长。
亿欧智库数据显示,2020年,全球新能源汽车产量达312万辆,到了2022年,产量已破千万辆。亿欧智库预计2025年,全球新能源汽车产量将较2022年数据翻番,达2580万辆。全球装机量也有望从2020年147GWh发展至2025年的1485GWh。
新能源汽车的市场正势如破竹般扩大,作为新能源汽车的“心脏”——动力电池的重要性也不言而喻。然而,掣肘于“缺芯”“贵电”等原因,中国新能源汽车在向前发展的道路上屡屡受阻,越来越多车企考虑下场自制电池。
2023年12月14日,极氪正式发布800V磷酸铁锂超快充电池——金砖电池。目前,该产品已在吉利全资控股的衢州极电生产基地量产下线,将会在年底发布的极氪007上首次搭载。
图/衢州极电生产基地
“金砖一刻行千里”
提到新能源汽车,续航和补能依旧是消费者做决策时有所顾虑的点。此次发布的金砖电池直击新能源汽车痛点,试图为用户带来更极致的续航和补能体验。
电池往往由正极材料、负极材料、电解液、隔膜等其它材料构成,其中正极材料占整体比重40%。常见的正极材料主要有磷酸铁锂和三元锂两种。三元锂由于其能量密度高、充电倍率高、低温性能好、价格成本高等因素,往往用于中高端乘用车。磷酸铁锂因为资源丰富、价格较低、稳定性强、循环寿命性长等优点,备受部分车型青睐,近年来市占率也在不断提升。
据极氪官方透露,此次的金砖电池打破传统磷酸铁锂电池的局限性,体积利用率提升至83.7%。
为了能在寸土寸金的电池包内放置更多电芯,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157m,核心零部件数量减少35%,电池质量能量密度也提升10%以上。
图/金砖电池结构图
除了加强本身的续航能力,极氪也格外重视金砖电池的补能能力。普通的磷酸铁锂电池,在30%-80%的快充区间,充电时间需要30分钟以上。极氪数据显示,金砖电池最高充电功率可达500kW,最大充电倍率达到4.5C;在10%~80%快充区间内,实现充电15分钟续航增加500km以上。这背后是以极氪自研的全域800V架构以及800V极充技术为支撑。
除了补能和续航能力,金砖电池的放电性能和热管理能力等方面也值得一提。其3秒脉冲放电倍率最高可达16C,搭载金砖电池的极氪007,可以实现3秒级的零百加速表现。与此同时,极氪金砖电池可以最大限度降低低温超快充的影响,即便在零下10℃低温环境下,金砖电池据说也可以达到优异的充电速度。
“金砖不怕火炼”
“极氪累计交付超18万台,创全球唯一电池零自燃记录。”极氪CEO安聪慧在发布会现场宣布。极氪再次加码安全,金砖电池将极芯电池包的6大安全措施升级为8项,以笼式结构,实现电池包全域安全的实时防护。
据悉,金砖电池在电芯表面设计了专属的金色耐高压绝缘膜,可承受4000V直流高压,耐高压能力提升27%。
精益求精,极氪还从实战出发设计了三项极限安全测试,而金砖电池成功通过检测。
第一个是“超压针刺测试”,将传统的“针刺测试”全面升级,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;静置1小时后,再使用5mm钢针从弯曲程度最大的点进行针刺贯穿,让电芯直接短路,整个过程电芯不起火、无爆炸。
第二个是“外部火烧测试”,在国家机动车产品质量检验检测中心的电池包火烧实验室,实验人员通过油盘直接火烧的方式对金砖电池进行测试,接触电池包的火焰温度在700℃以上,持续火烧时间长达240秒,超国标130秒的测试时长,金砖电池不起火、无爆炸。
第三个是被极氪称为“地狱之旅”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。据悉,即使经历这样的“地狱之旅”,金砖电池依然不起火,无爆炸,保持“金身不破”。
结语
在性能提升的同时,成本成为了企业生产电池需要考虑的重点。
亿欧汽车从极氪官方获悉,通过电芯成份优化、电池包结构优化、产线智能化,金砖电池的生产效率提升超过40%,对比同等性能的三元锂电池,每度电的综合成本能降低14.8%。
但是,金砖电池实际能力,还需看极氪007实际上路情况来验证。不可否认地是,此次金砖电池的推出,证明吉利在降低对供应商依赖程度、打造自身技术护城河方面取得了阶段性胜利。
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