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看600km以上续航车型!动力电池技术哪家强?

日期:2020-06-30    来源:电池中国网

国际新能源网

2020
06/30
15:56
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关键词: 比亚迪 纯电动车 动力电池

随着比亚迪汉、小鹏P7等长续航纯电动新车纷纷于本月交付,600km以上电动长续航汽车家族再添几款明星产品。据电池中国网不完全统计,目前国内续航在600km以上的纯电动车型主要有广汽蔚来旗下的合创 HYCAN 007、广汽新能源的Aion LX/Aion V、小鹏P7,比亚迪汉等为数不多的几款车型。

预计在接下来的几个月,还会有特斯拉(上海)长续航版Model 3/高性能全轮驱动版Model 3、上汽荣威Ei6(ER6)、北汽ARCFOX αT/极狐MARK 5等中高端纯电动长续航车型上市,600km俱乐部正不断扩容。

事实上,纯电动车型续航里程达到600km,消费者的“续航焦虑”就已经明显减弱了,也正因如此,近年来车企联合电池企业都在朝着这个方向在努力。

提升电动汽车续航,归根结底要从电池出发。近两年,为提升电池能量密度,电池生产企业和研究机构或从材料本身着手,开发和应用NCM811电池,或从电池包结构上创新,采用CTP或刀片工艺。此外,在电池封装形式上也是一些企业提升的着力点,如采用软包封装结构,使得电池包能量密度更高。

无论通过哪种技术维度,最终要量产安全性高、能量密度高的动力电池产品,都需要深厚的技术实力。小编梳理了自2019年到今年上半年已经上市,或出现在国家工业和信息部《道路机动车辆生产企业及产品公告》中即将上市的600km(含)以上长续航乘用车车型,借以窥探各家电池生产企业的技术实力。

1、配套宁德时代电池车型占比过半

国内续航600km(含)以上车型及配套电池生产企业统计

从配套电池的生产企业来看,目前宁德时代配套续航600km(含)以上车型最多,10款车型中有5款搭载的是宁德时代电池(上汽时代为宁德时代和上汽集团合资公司);LG化学和北电爱思特(隶属SKI)各2款,亿纬锂能、中航锂电、弗迪电池(比亚迪旗下电池公司)各1款。

其中,宁德时代、弗迪电池、亿纬锂能、中航锂电为国内电池生产企业,LG化学和SKI都是韩国电池生产企业。可以看出,在国内长续航车型中,中外电池生产企业都有配套,不过整体来看,宁德时代依然较为强势,配套车型占一半。

从续航600km的纯电动乘用车车型来看,主要为B级和C级车,仅上汽荣威Ei6为A级车。这也表明,B级、C级车可以为电池包预留足够的空间以提升整车带电量。不过,作为乘用车,不像客车,预留的空间还是非常有限,关键还要看电池本身性能。

2、NCM811电池在长续航车型成主流

从电池材料体系来看,目前长续航车型主要以三元电池为主,磷酸铁锂仅有1款(弗迪电池),这也表明,在高端长续航乘用车车型中,三元电池仍然是主流。

三元体系内,又以NCM811电池材料体系为主。如宁德时代为广汽Aion LX/V、小鹏P7、合创007、荣威Ei6配套的电池均为NCM811电池。另外LG化学为特斯拉(上海)Model 3、SKI为北汽配套的即将上市车型电池也均为NCM811电池。

各车型配套NCM811电池系统能量密度

由于LG化学NCM811电池封装结构为圆柱形态,电池包系统能量密度较低,只有161Wh/kg;宁德时代NCM811电池均为方型电池,系统能量密度在170Wh/kg~180.1Wh/kg区间;SKI因采用软包结构,其系统能量密度分别达到了191.72Wh/kg、194.12Wh/kg。

可以看出,在追求长续航里程方面,目前电池材料体系仍然以高镍方向为主,未来NCM811将有望成为续航600km以上车型的主流路线。今年5月,宁德时代曾透露,当前NCM811电池出货量已占宁德时代三元电池产品的20%左右,未来会持续加大NCM811产品的出货比例。

据悉,中航锂电、亿纬锂能配套的长续航车型目前仍以NCM523、NCM622电池为主。

弗迪电池基于比亚迪在电芯工艺和电池包结构上的创新,研发的“刀片电池”使得电池包体积能量密度大幅提升,电池包体积利用率有效改善,使得车型续航也达到605km,不过其系统能量密度仅为140Wh/kg,相对三元材料仍然较低。值得注意的是,目前国内搭载磷酸铁锂材料体系的乘用车超过600km的仅比亚迪汉一款。

电池封装形式来看,方型、软包、圆柱均有,其中宁德时代、弗迪电池、中航锂电均为方型,SKI、亿纬锂能为软包,LG化学则均为圆柱电池。

3、未来长续航车型电池会怎么走?

对于三元电池来说,提升能量密度乃至续航,从材料端仍然会沿着高镍的趋势走。宁德时代是从NCM523跳过NCM622,直接跨越到NCM811。从宁德时代透露的信息来看,未来NCM811有望在其三元产品矩阵中占据主流,这个方向在宁德时代这里应该不会变。

不过,除了从材料端,宁德时代2019年还对外公布了CTP技术解决方案,从电池包系统层级提升电池包能量密度,进而提升整车带电量,相信这也会是其重点方向之一。相信,宁德时代会将电芯端NCM811技术和电池包的CTP进行深度结合。

国内有不少电池生产企业,目前仍以NCM 523、NCM622电池为主,也已经有NCM811电池的布局,但整体方向还是在解决安全性基础上往着高镍方向走。

我们前面也看到,LG化学采用圆柱封装形式的NCM811电池,系统能量密度刚161Wh/kg,能量密度提升效果不明显。但值得注意的是,LG化学圆柱NCM811主要是针对特斯拉(上海)Model 3推出的,而其主要产品仍为软包三元电池。在软包三元方向上,LG化学并没有直接从目前的NCM622升级到NCM811,而是中间又衍生了NCM712电芯。据外媒报道,LG化学已经为欧洲某车企供应这种电芯,以实现纯电动汽车的长续航。未来,LG化学会否继续推进软包NCM811,还是研发NCMA四元电池,实现长续航、低成本、高安全?我们还有待观察。

国内另一电池生产巨头——比亚迪,并没有释放过多关于三元NCM811电池的信息,目前比亚迪三元电池仍然以NCM622为主。值得注意的是,比亚迪今年以来一直在推磷酸铁锂“刀片电池”,由于通过电芯和电池包结构的创新,已经可以配套长续航车型,比亚迪打算将磷酸铁锂的高安全、低成本、长寿命做到极致,在“刀片电池”上走得越远越好。目前磷酸铁锂系统能量密度可以做到140Wh/kg,续航已经可以做到605km了,“我们计划到2022年将磷酸铁锂系统能量密度做到170Wh/kg,搭载‘刀片电池’的车型在不作较大改动的情况下,续航里程可提升至700~800km。”从这一表述来看,比亚迪打算“刀片电池”一条道走到黑。

当然,这些讨论还主要限于目前主流电池技术路线的发展趋势上,未来无钴电池、固态电池以及其他新技术如果真的商业化应用了,相信对产业及市场的影响并非


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