增混電池“驍遙”面世:“寧王”在做一個怎樣的新生意?

瞄準增程車市場,寧德時代出人意料的拿出了一個專門新產品。

在10月24日,寧德時代在北京發佈了驍遙超級增混電池。這款電池的特點是純電續航400公里以上,具備4C超充能力。驍遙專門針對增程產品的動力電池,核心解決了當下增程產品的三個痛點:其一、電池電量小,頻繁充電,使用體驗不好;其二,電池不耐低溫,北方地區使用不便,性能表現很差;第三、SOC估算不精確,功率不足、在極端情況存在失去動力的可能性。比如高速虧電的時候。

而對於這款產品的市場前景,寧德時代市場部總經理羅堅表示,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連續三個月超過了50%,這意味着電動車已經徹底超越燃油車,成爲多數消費者的選擇。“而在大衆市場從來都沒有人願意成爲少數派。”他表示,“可以提前預判,中國乘用車的全面電動化將在未來2-3年內基本完成。”而在這個過程中,增程將成爲主流選擇之一。

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抗低溫、集成效率提升

那麼,寧德時代的驍遙電池是如何解決這些使用痛點的?寧德時代CTO高煥解釋說,增混車型由於有增程器、排氣管等存在,空間佈置本身就很有限。由此,在車內佈局上留給電池包的空間相對較少,所以混車型需要通過提升單體電芯的材料能量密度及優化電池使用效率,來提升整體續航表現。而驍遙超級增混電池在正極材料層面實現了三大升級:

首先,採用正極材料表面修飾技術,配以創新高壓電解液配方,在材料表面形成一層“納米級防護層”,有效減少了活性層的副反應,進一步拓寬電量的使用邊界。其次,通過在正極材料中引入高活性激發態粒子,爲鋰離子打造了一條專用的高速通道,大幅提升了其在材料中的傳輸效率,使得車輛在虧電狀態下也能維持電力驅動。

最後,寧德時代通過SOC全場景高精模型、BMS智能算法及硬件升級,使得驍遙電池的SOC控制精度提升40%。材料創新結合BMS智能算法優化,讓驍遙電池的純電使用率整體提升了10%以上。此外,寧德時代對電池充放電極化特性進行了模型數據分析,精確預估電池未來放電能力,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了20%。

在提升電池性能和降低成本上,寧德時代在這塊增混電池中還使用了其AB電池系統集成技術。通過讓鈉電池與鋰電池集成於同一電池包內,並將鈉電池佈置在低溫區,可以打破系統低溫瓶頸,讓電池在低溫下續航提升5%。如此,驍遙超級增混電池便可以讓增混車型,-20°能提供強勁的動力輸出,-30°下可充電,-40°極寒環境可放電。高煥表示,在低溫情況下放電也不會影響電池的壽命。

那麼,在使用AB方案之後,電池的能量密度表現怎麼樣呢?據寧德時代產品技術總工雷萬波介紹,在驍遙電池上,寧德時代針對A級車轎車跑400公里對電芯的能量密度需求大概是450-500Wh/L,而針對B、C級的MPV 400公里對電芯的能量密度需求大概是600Wh/L左右,不同車型的要求的能量密度是不一樣的。

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成本優化,SOC精度提升

當然,使用AB方案還有其他的好處,首先增加鈉電池可以有效地降低成本,另外使用AB電池方案也可以提升SOC精度。不過,寧德時代的高層沒有詳細披露該車在每度電上的成本變化。但毫無疑問的是,使用大電池會推高增程產品的價格。不過,寧德時代認爲,單個電池成本在整車配置當中是有所提升的,但如果從整車來看,成本不一定會變高。

高煥表示,在配置大電池之後,整個增程系統包括髮動機控制器、發電機控制器、驅動電機和驅動電機控制器可以進一步做整合。而此時,車輛對於增程器要求沒有那麼高了,高煥表示這個可以有很大的成本優化的空間。除此之外,隨着規模化發展對控制成本會越來越有幫助。

而在對SOC精度控制上,寧德時代針對鋰鈉電池低溫性能上的差異,開發出全溫域電量精準計算電池管理系統(BMS)技術。其中,鈉離子被作爲精確的SOC監測標尺,來輔助標定鋰離子電池的電量,這一應用幫助系統整體控制精度提升了30%。“鈉是一個很好的標尺,用AB混搭之後,可以用精度很高的鈉電SOC-OCV曲線去修正SOC。”寧德時代產品技術總工雷萬波表示。

從原理說,磷酸鐵鋰體系是一個平臺區域的,從30%-90%多,也就是60%的SOC區間內波動電壓是5-6mV,即每10個SOC波動對應的電壓才變化1mV,而鈉電體系每1個SOC波動對應的電壓變化有10個毫伏,用靜態的電壓去預估SOC到底是多少,鈉是一個很好的標尺。

寧德時代表示,SOC估準可以帶來兩點優化:適應里程的預估,虛高和虛低情況改善;第二,不同SOC下的功率是不一樣。如果功率不足、SOC估算不準,增程車型一下子會出現失去動力的問題,這是驍遙超級增混電池解決的非常關鍵的問題。比如,用18度電這樣的小電池將速度提升到100-120m/h的速度,可能需要4C-6C的放電倍率,而電池增大之後,放電倍率就會降低。寧德時代希望在40度電電池上,將放電倍率降一半,但達到同樣的功率。

“我們希望做到續航400公里以上之後,在零下10度,20度的情況下,即使SOC在10%-20%的階段都可以迸發出相當於燃油車2.0T的水平。”高煥說。據介紹,驍遙電池在低SOC區間功率提升50%以上。

除此之外,在安全性上寧德時代表示驍遙電池也進行了升級。的開發設計基於NP2.0技術,通過煙氣和高壓系統主動隔離技術,可以做到不擴散不起火。高煥說,驍遙電池設計壽命長達15年,具備4000次以上充放電循環能力。

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市場野心很大

在產品推出之後,當然更重要的是市場。高煥表示,今年上半年增程增長的速度達到了109%,遠超過插混和純電,增程技術對整個乘用車產品的技術路線在不斷增加。從中長期來看,跟純電來比,寧德時代認爲會出現50:50的市場局面。高煥認爲,高續航的大電池在增混市場中加入之後,特別是驍遙電池,加上鋰鈉AB技術的配合,會進一步推高增混市佔率。

高煥認爲,增混車型會進一步向A級車市場滲透,未來增混產品和純電產品的分界線會在純電續航500Km這個分界線上。而在增混市場,高煥判斷說市場中會形成三擋產品:在10萬元級別的A級車市場,頂配車型會以200KM純電續航作爲起步,而中配車型預計達到純電續航300KM,頂配車型可能有400Km純電續航。而在售價在20萬以上的B、C級市場,甚至D級車市場,則增混車型的純電續航將進入400KM+的階段。

“我只能說我們的野心還是蠻大的,驍遙未來我們期望在2025年會在一個非常大的數量級上,這是我們一個內部預估。”羅堅說。

他還表示,之所以推出增混專用電池,不僅僅是搶佔市場的考慮,還有引領市場向新能源轉變的考慮。不過,有業內人士認爲,寧德時代的驍遙電池實際上是打包了一個電池包軟硬件方案,而不再是隻提供電芯。這對於初創公司或者着急推出大電池方案的主機廠比較有吸引力。此外,驍遙電池的空間集成效率和尺寸優化也會成爲吸引點。

目前,寧德時代在動力電池上有麒麟、神行,如今再佈局了驍遙,形成了一個比較完善的品牌佈局。其中,麒麟是優質三元電池,而神行是優質的磷酸鐵鋰。隨着消費者用戶在去選擇產品的時候有比較好的區隔,相對便捷。這種判斷使寧德時代認爲未來的電動車的重要區分點是在電池上。正是如此,寧德時代在今年大範圍啓動了 TO C戰略行動。

“我們把品牌體系建好了以後,在各自品牌體系當中都會逐漸迭代,這樣寧德時代就有一個技術和產品上的自我更迭的一種內生性動力,並不是完全滿足客戶需求,它還要去引領拉動客戶需求。”羅堅說。