超百亿国资入市,蔚来能否成功“续命”?
05-16
【资讯】广州车展上,我们与理想汽车动力电池高层总监柳志民、博士,宁德时代国内乘用车事业部CTO高焕进行了交流。
他们回答了为什么刀片电池和圆柱电池的架构无法达到麒麟5C水冷架构的性能等许多问题。
以下为采访实录: 记者:相比2C、3C电池,麒麟5C电池的成本贵了多少?未来的成本降低路径和时间表是什么?麒麟5C超级充电电池什么时候能在20万款车型上使用?高焕:首先是成本问题:首先我们看一下整个电池成本结构。
总体而言,与功率有关。
功率越大,分担成本就越便宜。
二是随着产品销量的增加,会有一定的规模效应,成本也会相对降低。
同时,从结构上来看,麒麟架构由原来的底面水冷改为双大面冷板结构。
整个冷却面积变成了原来的五倍,材料成本也增加了。
三是核心组成材料。
化学体系无论采用三元、中镍、高镍还是磷酸铁锂,包括石墨、硅、增压电解液,都会有相应的成本。
理想的麒麟5C电池采用了最先进的麒麟架构双大面水冷,因此会带来一定的成本增加。
从2C到5C,需要使用第二代增压石墨,正极材料采用三元材料。
在初期阶段,由于增压尚未正式量产,因此成本会较高。
高电导率电解质也能导致过度充电。
这些是我们新开发的化学体系,所以成本肯定会高于目前的2C。
但随着未来我们的技术越来越成熟,销量越来越大,就会像我刚刚看到MEGA发布会一样,这款车未来肯定会爆款。
当汽车销量越来越多时,我们整个化学系统的成本就会降低。
未来我们还会开发一些新材料来优化麒麟架构,使其更轻,进一步降低成本。
记者:提高收费标准也会带来成本水平的改善。
从商业角度来说,这条路径会不会有能量密度这样的门槛?多少C的快充速率才能实现用户补能效率与车企成本的平衡?柳志民:我们最初定义产品指标时,是从用户价值的角度出发的。
我们认为12分钟补能公里基本可以解决用户的实际使用场景。
整个快充性能迭代,从3C到4C、4C到5C,从立项到开发过程都在不断优化,包括整个电池化学体系的材料、接口、结构工艺等。
我们希望整体追求极致的表现。
但同时,电池性能也是一个综合属性。
我们希望它是一款既满足过充和能量密度要求,又具有合理成本的六角武士。
为了成本合理化,我们通过严格的模型进行了计算。
首先是通过提高电压,然后应用碳化硅技术,可以降低功耗和功率。
二是每一次超充技术的推出都可以实现成本优化。
我们认为4C到5C带来的实际性能提升远远超过成本。
5C是我们实现12分钟公里的核心保障。
高焕:我相信现阶段大家都有里程焦虑,都希望续航长、充电快,所以关键是在需求和成本之间找到平衡点。
如果未来我们能够把密度做得更高,体积和重量更小更轻,充电速度更快,而且成本还能控制在可以接受的范围内,我会认为它是一个很好的商业产品。
如果说一个科技含量高的产品,比如两三分钟就能补充能量,但是成本却翻倍,那么我认为它不具备商业化的条件。
我们也会在后续的开发过程中重点关注这个问题。
。
记者:宁德时代与理想汽车的合作与宁德时代与其他车企(如极氪)的合作有何不同?如何应对合作伙伴之间的竞争?高焕:与理想的合作是从理想创业时开始的。
乱收费的可行性研究从2008年就开始了,从时间跨度来看,我们的合作时间比较长。
当时双方对产品的理解以及对未来方向的判断高度一致,所以我们在2016年正式启动了超充联合工程开发。
一开始没有麒麟架构,过程中不断迭代。
麒麟架构是2018年才面世的,结合化学系统的进步,包括上海车展上一次发布后的持续性能优化,所以诞生了。
麒麟5C电池。
关于与其他车企的合作,在乘用车行业,大家对汽车的定位和需求是不同的。
不是每个人都生产MPV,也生产轿车和SUV,所以对电力和动力的需求也不同。
在Kirin架构下,有不同类别的布局。
比如理想的麒麟5C电池主要是基于超级快充,也有基于超级续航的产品,比如姬氪的1000公里续航。
这部分我们也有相应的解决方案,能量密度更高,续航里程更长。
让它更长一些。
再比如超级跑车极限氪FR,追求极致的两秒零到零加速,因此对放电功率有着极高的要求。
这些不同的超级属性和超级性能需求其实在麒麟架构下都可以得到满足,而且还有超级安全的麒麟电池技术,所以我们可以根据不同品牌的不同需求进行定制。
记者:一些车企也正在与宁德时代合作安装麒麟电池。
但很多车企,包括在国际车展上发布的新车,仍然沿用宁德时代之前的模组封装方式。
目前,能量补充速度更快。
麒麟电池和神行电池是否会取代之前的模组形态,成为未来宁德时代主要的电池布局方式? 高焕:2016年我们发布CTP 1.0的时候,我们就开始逐步取消模块方式。
从去年年底到今年年初,我们在国产乘用车上基本上采用了很少的模块。
海外机型的迭代理念和发展速度还在进步,但CTP肯定会是未来的主流方向,目标是实现更轻、更薄、更集成,目前CTP的应用起到了很好的作用从而提高整车的竞争力。
如今,麒麟和神行是两个基于CTP3.0架构衍生的品牌产品。
麒麟是高端乘用车的动力电池解决方案。
其电量属性是超快充电、超续航和兆瓦级超强电量。
当然这些都是建立在安全的前提下的,所以我们更多地和国内定制需求非常高、定位比较高的车企合作。
在神行方面,我们还布局了4C神行超级充电电池。
自8月份上线以来,已有多家车企陆续与我们洽谈合作。
我们相信明年上半年将会有很多汽车搭载新的电池产品。
投入市场,大家可以拭目以待。
深行的主要目的是实现电池平等,为用户带来电池技术和超强性能,因此我们针对运营车辆市场打造了快充+超长寿命的产品。
此外,我们的深行低温版电池以更好的低温性能优化了用户体验。
比如我们合作的东北、西北的一些车企出口到北欧等气温较低的使用环境。
我们将利用深行3C左右快充和更好的性能来优化体验。
同时,在混合动力市场,我们将不断提高效率、优化设计来降低综合成本,推动整个行业向高质量方向发展。
柳志民:关于模组和Pack的重组,我们其实是想打造极致的体积密度和重量密度。
整个Kirin架构是从CTP架构逐渐衍生出来的架构。
这种架构在保证一定能量密度的同时,还拥有足够大的换热面积。
这对于5C过充性能的实现有很大帮助。
这类似于对我们产品的期望有足够的默契。
当然,我们也共同努力突破和解决了后续工程开发中遇到的问题。
未来,我们也坚信无模块结构是一个趋势。
记者:纯电动车型如果频繁使用5C过充,会不会影响续航?保修和其他型号有什么区别?明年5C技术是否会转移到其他纯电动车型上?柳志民:我们从立项之初就一直把电池寿命作为过充的核心性能指标:首先,我们从设计上就对寿命的材料体系和工艺做了很多优化,因为过充性能的实现需要改进。
电池动态和降低电池内阻保证大功率充电对电池寿命也有好处。
其次,高温工作条件对电池寿命有负面影响。
但由于我们的电池内阻较低,加上系统的高散热能力设计,过充过程可以有效控制电池温度,高温工作时间相比传统电池并没有增加。
,因此高温带来的寿命风险将进一步降低。
第三,我们与CATL一起,系统地对电芯、Pack和整车进行了大量严格的寿命测试。
从目前的性能数据来看,采用%过充或者50%过充也是最优的。
与目前市场上普遍使用的2C电池续航时间相比。
对于5C技术车型的去中心化,理想汽车的价值主张是,即使进入纯电动赛道,我们也希望解决用户长途续航里程焦虑的问题,让家庭用户出行没有里程焦虑,所以无论是50万级的MEGA还是后续所有级别的纯电动车型,都会以过充为标配。
对于不同的车型,随着规模的增大,我们会继续寻找不同价位的最佳解决方案,但目标一定是所有纯电动车型都可以超充。
记者:超载全生命周期管理是如何规划的?大约可以循环多少次?柳志民:从设计角度来说,分为两个方面:电池管理和模拟用户工作状况。
首先是三维电池健康管理:第一个是车辆端电池管理系统,有非常精确的温度和充电相关算法。
二是超级充电桩管理。
有严格的控制器系统,包括AI-Box和上位控制器,都会有相应的控制策略。
三是云端电池健康状态监测,会对电池进行持续监测,判断电池的安全状态。
对于工况模拟,我们的设计指标必须远远大于用户需求。
用户实际的过度充电频率可能是20%到30%,但我们在测试时,会按照最严格的%过度充电频率进行模拟。
工况条件下,结果全部满足电池设计寿命要求。
记者:理想汽车与宁德时代如何界定合作边界?柳志民:我们和CATL合作已经八年了,从理想ONE到L9、L8、L7,再到MEGA。
目前,理想已量产交付超过50万辆,为多个行业树立了标杆。
无论是我们的设计方案、交付质量还是安全性能,双方都有非常完整、严谨的体系。
例如,在MEGA的开发中,理想汽车会根据产品定义和产品价值,分解对电池和电池子系统的需求。
同时,将明确技术标准和详细的解决路线。
当然,在最终验证方面也会有其自身的完整性。
严格的验证标准和验证方法,自上而下开发。
宁德时代在材料、系统、工艺、结构、模拟等方面拥有非常扎实的研究基础,这对于行业内尚无完整解决方案的过充研发初期非常重要。
理想是自上而下,宁德是自下而上,形成非常完善的互动联合开发模式,相互促进,共同突破核心技术难点。
高焕:虽然我们是两家公司,但在合作层面上我们更像是一个团队。
双方工程师每天都会积极共同讨论解决一个问题。
关于工作进展,我们每周、每个月、每个季度都会开会。
我和刘波会参加周会、月会和季度战略研讨会,所以我们比一个团队更好。
对于专业知识的掌握程度,随着合作的不断深入,理想团队对电池的了解越来越高,宁德时代对整车的了解也逐渐加深。
双方对彼此的需求和背景有了更好的了解。
为了打破领域的界限,给对方一些创意,这就是今天的麒麟5C电池诞生的原因。
记者:理想汽车和宁德时代都有不止一个人的团队。
他们之间的分工是什么?柳志民:这是一种合作关系。
仅理想电池研发就包含化学、电化学、电气、软件、硬件等24个专业,理想汽车将在设计、验证和程序层面做大量相关开发工作。
,我们这方面占了200多人,我们的合作伙伴CATL投资了800人的团队。
在整个合作过程中,从底层材料合成技术、电芯创新、电池结构到整个麒麟架构,我们一直在共同开发。
每个人都提出了非常有创意的想法来进行实验和实施。
下面是一些相关的实验,宁德时代也投入了大量的精力。
记者:5C是一项非常具有挑战性的技术,当时很少有车企愿意投入。
宁德时代为何选择理想作为合作伙伴?高焕:这是一个相互选择的过程,也是一个比较美好的故事。
在造车之初,理想就非常重视用户的续航焦虑,注重充电速度和续航,因此增程模式是首选。
当时我们也认为,超充是一项能够真正解决用户需求的技术,是一个市场发展趋势。
因此,双方达成合作。
当我们开始研发超充时,技术还不成熟,我们不具备商业化量产能力。
用户关心的电池性能如寿命、安全性以及我们的成本等都没有达到理想状态。
其实我们在2000年、2000年就有了3C、4C电池,但是整个系统的商业化还不成熟,里程很短,不能满足大家的真正需求。
所以到了今天,经过这么多年的共同开发,我们真正做到了在能量密度方面,不仅保证了700公里以上的续航,而且达到了5C的峰值充电速度,而且它的热管理是极其优化的。
,而且在安全性方面也提到了更高的水平。
尤其是在成本方面,经过严格核算,已经达到了比较成熟的商业化水平,为今天MEGA的发布并成为真正的爆款打下了良好的基础。
我觉得这是双方价值观的高度默契以及对整个行业走向的判断。
最终,双方能够很好地走到一起,共同创造出非常好的产品。
记者:理想公司今年上半年发布了4C技术,后来在MEGA亮相阶段升级到5C技术。
是因为MPV车型有利于新电池技术的应用吗?根据型号,电池是否有任何改进?柳志民:我们最初的产品设计目标是打造极致的性能,所以我们和宁德时代团队不断优化超充体验。
在开发过程中,随着整个材料和结构的优化,我们发现我们有机会实现5C的性能,同时充电寿命可以得到很大的提升。
最终,我们取得了超出预期的结果。
这就是我们做5C的方式。
底层技术基础。
当然,要最终实现这项技术还必须克服一定的困难。
MEGA初期是按照4C标准定义的。
升级到5C肯定会有一些相应的调整,但结果是我们为用户提供了更极致的超充性能体验。
确定了目标后,我们很快在今年4月对计划进行了相应的调整。
记者:MEGA的售价在50万元以上。
MPV车型定价较高是否考虑到5C电池技术成本较高?柳志民:我们的第一款纯电动汽车MEGA定位为旗舰车型,所以我们有一定的成本估算,但在商业成本方面我们仍然有自己的目标。
首先是5C增压电池的成本必须在可以接受的范围内,才能进行大规模商业化。
成本一定要低,要有足够的电量,那么我们考虑的是同样的里程需要多少电量,电量少了成本会降低多少,能否满足用户的需求。
第二个是我们的5C解决方案能否给用户体验带来真正的质变。
第三是随着量产规模的扩大,我们预计成本会下降。
因此,整个定价和成本都是以用户需求为核心原则,经过严格计算后满足商业化要求。
最后,根据我们的判断,长途续航焦虑确实是限制用户购买纯电动汽车的核心痛点。
MEGA解决了这个问题之后,相信未来将会引领整个纯电动汽车行业的发展。
销量越来越大,成本越来越低。
高焕:你可以关注一下今年到明年新推出的增压车型数量,你会发现随着电动化程度的提高,整体电池成本趋势在逐渐下降。
今年是超级充电元年。
明年像MEGA这样的型号会越来越多,成本也会相应下降。
与此同时,国家各单位对乱收费的扶持政策也纷纷倾斜。
记者:据了解,理想的增压电池可以达到7C。
为什么最终应用是5C?高焕:与超级充电站基础设施、电池成本、安全性、可靠性有关,但7C是我们的技术潜力,值得期待。
柳志民:整个7C能力包括电池系统和材料电芯能力。
电芯本身容量可达7C,5C充电时可以留有足够的安全余量。
最重要的是,当我们实际使用的时候,理想汽车目前设计的增压桩可以布局在比较广阔的区域。
而且能量补充速度也足够快,所以最终的系统方案是按照5C来设计的。
当然,随着我们的技术和环境不断成熟,我们的性能也会逐渐释放出来。
目前综合考虑最好的解决方案是5C。
记者:为什么刀片电池和圆柱电池架构达不到麒麟5C水冷架构的性能?柳志民:5C超级充电的核心技术是,第一是电池的化学体系有这样的充电能力,第二是电池能够产生低热量,第三是电池系统必须能够散热确保过充电量有足够的可持续性,最终实现充电。
12分钟公里。
我们选择这种方形电池本身就是为了从这些属性的角度获得最优的解决方案。
对于刀片电池,我们可以看到长刀片长一米,短刀片长约半米。
事实上,电池需要整个循环路径来循环整个极片。
循环路径长,内阻大,是限制因素。
当然,未来刀片可能会有一些解决方案,但物理结构对我来说是最关键的限制。
另外,圆柱电池无论是0还是0,还是现在做的,其实其顶盖的流通面积也是有限的。
目前我们看到圆柱电池方案基本在2C到3C左右,峰值为2.8C。
对刀片和圆柱两种电池形态进行过度充电,在成本和其他性能方面肯定会遇到很大的挑战。
记者:所有的5C增压电池,大部分都是使用自带的充电桩。
面对现有市场大部分第三方充电桩,5C电池的适应性如何?目前的5C电池标准在国家电网充电桩上100电量时能维持多少SOC?柳志民:第一,我们的超级充电必须在全国各个厂家、各个品牌的充电桩上进行过测试,都可以充电。
第二,现在国家电网的千瓦级充电桩可以达到95%的电量。
我们现在处于 80% 的功率和 KW 功率,并且我们仍然有 95% 的 KW。
这对于我们来说也是一次非常重要的演出体验。
同时,KW功率不仅仅是高于常温的性能标准。
事实上,我们也具备一定低温范围内的KW充电能力。
低温有两种,一种是环境温度,一种是电池整体温度。
我们一般将电池温度保持在接近插电瞬间,使其处于最合适的温度。
记者:为什么其他车不能保持这么长时间的高功率,然后就下降到70%-80%?柳志民:我们的系统是全球性的过充性能体验,但电池有自己的化学特性。
低 SOC 区域功率较高,高 SOC 区域功率降低。
我们整个电池化学体系材料是过度充电的。
整个 SOC 领域的性能优化和功率能力均得到了提高。
同时,对电芯发热和系统散热进行广泛优化,有效控制了大功率充电时电池的温升水平。
电池单元和系统层面的多重设计优化确保了长期的高功率维护。
记者:现在已经到了0.7kWh的高点,未来还会有大电池组太大的领域吗?还是会像100度以内到100度左右,加上100度的碳化硅?柳志民:对动力的需求来自于车型的行驶里程。
从续航里程来看,我认为可以满足大部分用户。
记者:明年部分量产车有可能达到5C以上吗? SUV车型的电池性能会出现一些故障吗?第二个问题是,在增压布局方面,理想汽车为何要大力投入高速增压?柳志民:第一个问题,我们所有的车型都将标配超充性能,未来我们还将打造超充体验。
具体指标未来将继续完善。
我们现在还不能向您透露具体的业绩计划。
另外,理想汽车为什么在高速公路上安装增压桩,其实也是为了从根本上解决用户长途里程焦虑的问题,因为城市地区充电补充能量的问题并没有那么严重,需要扩大出行范围家庭用户的场景。
我们需要考虑和解决纯电动汽车在郊区、城际出行和长途出行的充电问题,解决用户的核心痛点。
记者:长途出行的一个问题是用户可能会在特定的时间充电。
你做过任何测试吗?什么时间段才能满足大家的需求?还是理想车的增压专属?如果未来采用5C电池,产能还有扩张空间吗?柳志民:理想汽车的5C增压站是专用的。
后期5C电池会有扩容预留。
记者:我刚才和宁德时代的CEO沟通了我们和双方合作做这样一个电池的原因。
我们还讨论了一些概念和情感内容。
但事实上,车企和电池厂商投入了如此多的资源来研发这样的电池。
这款电池肯定会有营收预期。
比如从车企的角度来看,MEGA汽车的预期销量是多少才能支撑这种超性能电池的研发?因为只有规模扩大了,成本才会下降。
我们如何评估目标和成本之间的关系?柳志民:首先,理想汽车从一开始推出MEGA纯电动车型时,我们的初衷就是有针对性地解决行业问题,而不仅仅是一款车型的充电性能。
因此,从2018年立项之初,我们就明确了在实现超充性能的同时,必须满足高密度、大功率、长里程的要求。
满足这些条件的电池才能真正改变行业,让纯电动汽车从可能成为现实的基本出发点,也是我们首先要解决的行业问题。
第二,关于成本维度,其实对于商业化来说,我们从一开始就有非常明确的成本目标。
我们也很幸运,团队也付出了很多努力。
CATL与我们完全兼容。
他们还认为,此事将对行业产生颠覆性和引领性作用。
因此,我们刚开始做5C电池时,希望能够让用户在可以接受的范围内达到成本目标。
经过团队的努力,终于实现了。
我们认为,从2020年到2020年,或者说到2020年,行业的基础水平将达到“充电15分钟,续航里程每公里”以上。
这就是我们希望未来能有这样的引领作用。
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