“电车不过山海关。”就好像一句“魔咒”,年末岁尾,寒流来袭时,就要被拉出来讨论一番。原因是电池会因为极端低温变得脆弱,表现在充电性能和续航上打折扣。虽然国内新能源渗透率不断攀升,但也呈现出不平衡的发展态势,华南地区渗透率超过30%,但东北地区却不足10%,也证明了这种说法不是空穴来风。
面对这样一块重要且难啃的骨头,近来众多车企纷纷搞起了“电池独立”,希望通过自研、自建、自产方式,掌握对电池——电车核心“硬实力”之一,自主可控的能力。
据统计,自研电池的国产车企超过了10家。比如蔚来自研46105大圆柱电池;长安推出自研电池品牌“金钟罩”;广汽埃安P58微晶超能电池已下线;极氪实现了800V磷酸铁锂超快充电池量产。在公开信息中,不少车企对于电池工厂和产线的投资超过百亿。
电车时代,三电是基础,车企想要分别建立起护城河,躬身入局是最好的办法。其中电池系统又是一台电车成本最高的部件,行业预估在40%-60%,反过来,做好电池能带来的降本意义也颇大。
特斯拉曾算过一笔账,4680电池的单体容量相较于2170电池提升5倍,对应的每度电投资成本减少7%、总成本减少14%;通过4680 CTC +一体化压铸工艺,还可以减少370个零部件、并给整车减重10%。“电动化”不仅驱动汽车核心产品力变化,同时重塑整个汽车产业链。
在当前“提升补能效率,解决续航焦虑”这个常设命题下,电池是解题关键,但想拿满分,补能这一大版图上的每一块,都需要补齐。
 用“安全,体验,和成本”
争夺话语权  
行业普遍认为做电池,要解决三个关键:电芯材料、系统集成电池管理。目前车企的技术突破主要集中在后两者。
系统集成,即电池包技术,车企发挥对车辆产品的理解,优化电池的设计和适配。比如有上海通用五菱的神炼电池用其独创MUST结构技术,将电芯,结构梁和热管理系统固定集成,实现高结构强度和高集成效率;上汽的魔方电池采用LBS躺式电芯,在电池包投影面积不变的情况下,通过厚度调节就能容纳更多的电芯等等在电池包结构上的创新。
相对来说,深入到电芯层面,车企碰壁更多。比如特斯拉4680电池因为采用新型干涂层技术生产阴极遇到麻烦,拖累了4680电芯产能。蔚来也更加务实,坦言研发自己做,但将自造这项重资产、长过程的业务交给别人。
面对技术体系全然不同于偏机械、偏信息化的整车制造,车企在进入动力电池这一专业领域时,存在天然的壁垒。技术难关之外,还要克服产能爬坡和提升良品率等诸多挑战。
这一条不太好走的路,极氪已经默默耕耘了三年。在衢州的极电工厂里,全球第一款量产的800V磷酸铁锂电池——金砖电池正在批量下线。金砖电池实现从电芯到电池包全栈自研和制造。
极氪衢州极电工厂
为什么要“真金白银”投入做自研?车企多是出于管控供应链风险和降本增效的考量。
电池系统是整车成本最高的部件。近两年,碳酸锂价格呈现周期性的大起大落。随着2021年新能源车销量攀升,锂盐供给端无法追赶上需求端增长的劲头,2022年碳酸锂现货均价逼近60万元/吨,动力电池水涨船高,整车厂等中下游企业难承其重。然而去年又崩盘式下跌,跌至年末的10万元/吨。原材料回归理性,给企业带来更多的降本空间。总之,完成电池自造,深入上游,垂直整合产业链,是车企掌握话语权的筹码。
通过对电芯成份优化,电池包设计优化,产线智能化和集成化,金砖电池实现了对比同等性能的三元锂电池,每度电综合成本降低14.8%;整体生产效率提升40%。
据悉,衢州工厂从动工到产线通线用了15个月,包括约半年的电池产能爬坡时间,表现出优于同期友商的投产能力。一个共识是,只有将规模提上来,才能更好控制成本。衢州极电工厂的一期就投入了24GWh的产能规模。在金砖电池发布仅仅2小时后,007的订单就迅速攀升,足以见得电池的重要性。
看起来虽然自研、自产电池在前期投入成本大,但后期可以回报给车企一定的议价能力,而且自产能力越强,议价能力也就越强。
不然,供应链端,车企面临电池采购成本高。在市场端,同时又要“卷”价格,极氪不想在配置上做妥协,因为最终都会转嫁到用户体验上。“电池容量低;充电速度慢;测试不怕扎,上路还是燃。”一句玩笑话,同时道出了造车的和开车的心酸。自研和自产是守住“底线”的做法。
金砖电池交出了一份怎样的答卷呢?
极氪金砖电池产品特性
首先,金砖电池突破了体积利用率的天花板,提高了电池容量。
极氪决定采用热稳定性上有天然优势的磷酸铁锂,但同时也面临着,对比三元锂电池能量密度低等性能欠佳难题。金砖电池被彻底改造电池包结构了,其采用电芯、上盖和底板的“紧凑三明治结构”,释放电芯仓纵向挑高;电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料;电池底部使用一体化液冷托盘替代传统水管结构。相较传统设计,金砖电池的采样线路总长度缩短了157m,核心零部件数量减少35%,电池质量能量密度提升10%以上。
通过电池包结构优化,金砖电池实现最高体积利用率达到83.7%,甚至突破三元锂电池刚突破的天花板72%。
全球最高体积利用率
其次,金砖电池对充放电提速,带来极致的补能体验。搭配800V极充站,金砖电池最高充电功率可达500kW,最高充电倍率达到4.5C,充电15分钟,也就是买杯咖啡的功夫,可让续航增加500公里。同样,放电也快,搭载金砖电池的极氪007实现零百加速3秒级。金砖电池做到不惧怕低温,经实测,在零下20度的能量保持率接近89%,对比市场上的同类型产品,充电速度提升四分之一。
金砖一刻行千里
以及,极氪引以为傲的安全。极氪累计交付突破20万,是全球唯一电池零自燃纪录的保持者。2024年,极氪将冲击年交付23万的目标,挑战更高的安全纪录。在极芯电池包基础上,金砖电池升级了安全性能,从8项热安全防护技术耐高压绝缘材质,让金砖电池经受住了“超压针刺测试”,“240秒火烧”,“浸水、火烧、冰冻、拖行、碾压、高坠连续极限测试”。
极氪金砖电池8大安全措施
对于极氪来说,还有另外一层意义。
闭环补能体验,打造补能生态
很多时候用户只会问,“能不能充得再快一点?”“快,只是一个维度,更要真正的提升用户整体的补能体验。”极氪CEO安聪慧说。
充电桩网络的建设,是电车体验感的延伸。虽然充电桩一直在发展,建设速度也在加快。但细究来看,“绝对数量”的逐年增加,并不与真实体验直接划等号。
截止到2022年末520万部的充电桩中,包括公共充电桩179万台,私桩341万台;而新能源车保有量为1310万,也就是说,969万台没有配建私桩的新能源车,只能由179万台公桩提供服务。对于这部分车主而言,“车桩比”是5.4:1。对比参考工信部提出的,实现到2025年车桩比2:1,2030年1:1的目标,仍然长路漫漫。
除此之外,充电桩整体分布不均匀,呈现东多西少,南密北疏的布局。中国充电联盟统计(截止到2023年10月)公桩数量前10省份为广东、浙江、江苏、上海、湖北、北京、山东、安徽、河南、四川,这些地区建设的公桩占比达71.6%。
在用户最为焦虑的高速场景下,根据交通运输部数据,截止2022年8月仍有近一半的高速服务区尚未建成充电设施;高速充电桩量在全国公共充电桩总量占比不足2%,平均每个服务区仅约4个充电桩。
大功率快充是主流车企的做法,用来解决基础设施仍在建设中所带来的补能痛点。
极氪的超充桩在2021年就开始铺设:2021年,360kW极充V1;2022年,600kW极充V2;2023年,800kW极充V3,以一年一代的速度极速更新。
极氪极充V2和V3超快充桩
难得的是,不同于很多车企先造超充车型,再造基础设施的做法。极氪对于充电桩技术和网络的超前布局,来源于预判了电池技术的走向。极氪智能科技副总裁谢世滨说,“两年前我们就打下适配800V的极充V1桩,也就是说,我们的800V极充桩等800V的车等了2年。”脱离了高倍率电池,高压快充很难发挥真正效用。
“推出极充V1时,当时电池的充电倍率大概只在1.2C左右。如果用1.2C或者1.6C的充电倍率充电,一个360kW的桩能够满足2-3辆车的充电需求。”而如今800kW的桩完全能够支持为6C电池进行充电。
翻开这幅补能版图。截至2023年底,极氪累计建成436座极充站,覆盖全国102座城市,提供2409个极充桩。在建站理念上,极氪结合基础车主热力图和大数据智能选址模型,测算后提出“未来3年千站万桩”和15分钟内就能解决补能需求的规划。除了自建,极氪还已经和35家公共运营商合作,累计接入超过61万把第三方充电枪,让这张版图不断庞大且完备。极氪对此有信心,“千站万桩”如果建成,能在充电补能板块实现盈利。
极氪千站万桩计划
只有在各个节点上都做努力,才能为用户形成补能体验的闭环。所以那另一层意义就在于,金砖电池和极氪007“盘活”了极氪三年以来所铺设的补能“地基”。接下来用“电池、车、桩”三位一体带来补能体验的改变,当“超快充”贯穿于上述的整个链条,也许关于“充电什么时候能比加油快?”的那个困局,才有了答案。
 只是又做了一次正确判断   
向前回溯,2020年浩瀚架构发布时,就具备800V能力。“当时大家有很多的质疑”,CEO安聪慧坦言。如今极氪已经全面实现三电800V——电机、电控、电池的全栈能力。
随着汽车产业所正在发生的变革,未来整车架构向域融合,软硬解耦的电气架构进化,推动电气化系统与智能化系统不断跨链融合,车企垂直整合供应链愈发重要。这是不曾在传统燃油车时代发生的一幕。
一边,与生态伙伴一起整合更丰富的产业链上下游资源;另一边,背靠吉利,拥有稳健的供应链及较强的议价能力。虽然成立仅仅三年多,但极氪的布局已经有了回报。将“话语权”掌握手中的极氪才能得以不断刷新着行业标准。
极氪001第一个采用100度电池;搭载自研的高性能永磁同步双电机,零百加速只需3.8秒;从闪电切换,到DTCS智能防滑;再到四电机分布式电驱、高性能碳化硅电机,和ZVC扭矩矢量控制,极氪智能驱动系统持续进化。
同时这些也让极氪刷新着新能源行业的安全记录和市场交付记录——从0到10万台,极氪用了18个月,从10万到20万台,极氪仅用时8个月。得以预见,随着产品快速迭代,和交付量攀升,其规模效应将显现,成本管控能力日益增强。
这些定义行业的时刻,回看下来,可以归结于技术自信和定义了清晰且长线的战略。毕竟大浪淘沙的时代,长期主义者总能尝到甜头。
-果壳商业科技传播联合出品-
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