砸下「金砖电池」,极氪「整顿」车圈

业界
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2023-12-23 19:10
36氪
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  谁掌握电池,就掌握了整车的命脉。

  电池性能正在努力冲破电化学的桎梏,每年超过10%的效率提升,“电池已经像海鲜市场”,这是大量从业者的直观感受。

  智能计算芯片两年前的天花板还是30TOPS,今天已经沿着摩尔定律的路径快速进化——上千TOPS算力开始大行其道。

  汽车从远离软件和计算的古老制造业,开始变换为,几乎每家车企,都已经招募和组建成百上千人的软件工程团队,搭建云平台和数据中心……

  智能电动车浪潮汹涌而来,它的主节奏就是快速进化和迭代,没有之一,而映射在产业链上,对车企的核心要求则是:掌控力。在智能电动车时代,没有掌握力的车企,无疑相当于在巨浪中行船,失去舵手,辨不清方向。

  脱胎于吉利的极氪深刻认知到了这一点,这个成立不到3年的新品牌,正在步步为营,从智能到三电,到基建版图,构建起自己的核心产业能力。标志性事件就是最近的金砖电池推出。

  12月14日,极氪智能科技发布了全球首款量产800V磷酸铁锂超快充电池——金砖电池,充电15分钟续航可以增加500 km。

  金砖电池由极氪从电芯到PACK全栈自研,体积利用率高达83.7%,较同等性能的三元锂电池,每度电可以降低14.8%的成本。目前金砖电池已经正式量产下线,将会在今年12月27日上市的极氪007上首发搭载。`据称,极氪金砖电池发布仅仅2个小时,极氪007的订单就增加了487台。

  谁能掌握电池资源,就掌握了整车的命脉。

  广汽董事长曾庆洪因电池价格太贵而激情开麦“我们在给宁德时代打工”。长安董事长朱华荣也直言,“缺芯”“贵电”导致长安在2022年损失60.6万辆产能。

  极氪为什么要自研电池?公司CEO安聪慧也表示,极氪认为做一家智能电动汽车企业,未来想要形成竞争力,电池是核心、最基础的要素,这也是极氪未来发展的护城河之一。

  有了电池,车企将完成自身发展节奏掌控的最后一块拼图。这在产业端,带来的是成本、效率和方向,而在产品端,则是质量、体验和安全。极氪已经整装上阵。

  自研自造:非重拳,难突围

  新能源车的时代,动力电池占据整车成本约40%,原本在汽车产业链上拥有绝对话语权的车企,猛然间被电池企业卡住脖子。早期为求购电池而东奔西走,是车企心中最痛的一根刺。

  而当产能攀升,原材料碳酸锂一年之间从6万元一吨到60万元一吨的剧烈起伏,让电池价格一夜之间暴涨50%,又成为车企难以承受之重。

  因此,深入上游产业链,完成电池自研和制造,是车企掌握自身命运的核心筹码。

  当然,电池制造并不是简单的用大把资金就可以凭空堆砌,这需要强大的技术实力与量产规模,以及漫长时间积累的konw-how经验。有自制电池能力的车企并不多,极氪便是其中之一。

  这得益于老牌车企敏锐的产业嗅觉。早在2009年左右,吉利的实验室就已经开始涉及到电池方面的研究。通过多年持续的投入和研究,走过多种技术路线,开发出了多款样品。

  在2017年,宁德时代刚崭露头角,蜂巢还没独立,刘静瑜也没到中创新航,吉利已经开始了自研电池的战略布局,成立宁波威睿动力,开始攻克电池自研项目。

  此后的2021年,全行业电池缺货,这时候,极氪已经加速自研电池,这就是今天的金砖电池。

  “早在策划架构的最初阶段,我们就有自研电芯的想法。从上万种方案里挑出20种,再通过对20种不同方案的优化,选定今天最适合在800V时代一个全能型,所以这个研发是具备完全自主知识产权的。”极氪智能科技副总裁谢世滨说。

  从官方信息看,金砖电池,这个由铁锂短刀电芯组成的电池包,是吉利电池技术的集大成者。在能量密度、充电速度、集成效率、安全性上,均有突破性表现。我们一一来看。

  1、体积利用率:行业著名的4680电池体积利用率为63%;普通的磷酸铁锂电池,体积利用率是66%;三元锂电池的天花板,体积利用率刚突破72%;极氪金砖电池的体积利用率达到83.7%。

  2、热管理:金砖电池底部使用一体化液冷托盘,使体积利用率提升8.5%,此外,电芯间采用航空级超薄热阻隔材料,使体积利用率提升提升6%。

  3、能量密度:高效集成的设计,大幅优化电池内部结构,实现核心零部件数量减少35%,采样线束单线总长减少157m,电芯以外部件总成本降低23%,结构件的大幅减少,使电池质量能量密度提升10%+(与传统三元锂电池包相比)。

  4、极速快充能力:得益于浩瀚架构的全域800V平台,金砖电池匹配800V极充V2/V3充电站,最高充电功率可达500kW,最高实现4.5C充电倍率,极充15分钟实现续航增加超500公里。

  5、低温性能:低温-10℃充电,金砖电池仍然可以实现优异的充电速度,相比同类型产品,提升至少四分之一,经实测,金砖电池在零下20度的能量保持率接近89%。

  安全和质量是车企的立命之本,尤其借助吉利近30年行业积累,金砖电池也在出色的性能之外,经过了三大极限安全测试。

  外部火烧测试:金砖电池在国家机动车产品质量检验检测中心(上海)广德基地进行了权威测试,在700℃以上的大火中外部火烧240秒,远超国标的130s测试时长。测试后电池包静置观察2小时,没有出现任何起火、爆炸等热失控现象,电芯电压、整包绝缘依旧正常。

  超压针刺测试:为了验证金砖电池远超国标及行业同类竞品的安全性,极氪研发团队对其电芯进行了行业首个“挤压+针刺”两项叠加的严苛安全测试。

  首先以国标1.5倍的挤压力(150kN,国标为100kN)挤压一块满充100%SOC电量的电芯,被挤压部位形变量达到30%以上,达到国标2倍以上,此时电芯已经大幅度变形。

  观察1小时后,使用5mm钢针进行贯穿式针刺测试,电芯内部发生短路。整个测试过程中电芯不起火,不爆炸,电芯表面最高温度仅为33.0℃。极氪将这项测试项目命名为“超压针刺”了。

  6项极端工况串行测试:连续经受浸水、火烧、冰冻、拖行、碾压、高坠6项极端工况“地狱之旅”,仍然不起火、无爆炸。

  罗马不能一日建成,极氪金砖电池之所以横空出世,背后是电池团队的千余天打磨。据称,极氪的团队研发工程师有1000多人,行业专家近百人,历时3年开发出金砖电池。

  不能忽视的是,电池是一个超高技术富集的重制造产业,一条产线投入动辄数亿元。如果不能高效率制造,算不过来收益账,自制电池显然难以持续。而极氪的电池从研到产的思考,都已经相当成熟。

  极氪金砖电池在衢州极电工厂生产,据介绍,这条产线已经做到单线每2.5秒下线一颗电芯,电芯产线效率高达24 PPM,即1分钟每条产线可下线24颗电芯,电芯生产周期实现至15天。这是什么概念?宁德时代此前公布的电芯生产效率,该公司总部生产基地平均每1.7秒可生产一个电芯,极氪金砖电池的电芯生产效率与电池龙头相距并不大。

  同时,金砖电池的设计方案和生产体系,对比同等性能的三元锂电池,做到了每kWh综合成本降低14.8%。

  此外,通过平台化设计、集成化设备和智能环保的运营策略,金砖电池的整体生产效率能提升40%以上。

  毫无疑问,极氪在电池领域历时7年的布局,已经开花结果。金砖电池是极氪集齐的最后一颗宝石,让极氪已经全面实现三电800V——电机、电控、电池的全栈能力。

  这得益于老牌车企的厚积薄发,而展望来看,手握金砖电池,极氪也将在电动力这一技术栈上,重新出发。

  金砖电池,极氪的电动化王牌

  “极氪将坚定不移的朝着超快充的方向去发展的,这个战略很清晰而明确。”安聪慧说。

  这是极氪的补能战略。电动汽车发展10余年,始终徘徊在有限区域市场,一个核心原因就是补能效率不足,续航焦虑未能消除。

  而超快充技术,可以让电动车用15分钟加满500公里续航电量,做到接近加注汽油的补能效率体验。这也是近两年,电动车破局的颇有力路径。换句话说,一旦超快充从车端、充电网络到电池的链条齐备,油车和电车将真正在同一起跑线上竞赛。

  极氪在成立之初,就锚定了超快充这个技术方向。早在2020年,极氪所采用的浩瀚架构就具备800V能力,而极氪的超充桩也是在2021年,就开始铺设。

  据公开数据,2021年,极氪推出了充电功率360kW的极充V1充电桩(单枪峰值功率),在2022年极充V2的充电功率达到600kW,今年极充V3充电桩的充电功率已经达到800kW。

  但这套超充网络的核心节点就是电池。如果电池不能承载快速、大功率的充放电能力,配备可靠的安全性和热扩散设计,超快充能力就无从谈起。

  谢世滨也直言,2021年,极氪推出第一代360kW极充V1时,当时电池的充电倍率大概只在1.2C左右。“极氪的桩,等了超充电池两年,”金砖电池出现之后,直接将充电倍率拉升到4.5C。

  因此,从这个技术闭环出发,金砖电池的问世,是极氪超快充战略,乃至打开市场局面,决胜未来电动车市场格局的一张有力王牌。

  从数据来看,金砖电池得益于极氪自研的全域800V架构,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。

  而宁德时代此前发布的神行电池的性能为,充电10分钟,续航增加400公里。

  不能忽视的是,金砖电池的放电能力同样出色。据介绍,可以实现3秒脉冲放电倍率最高达到16C。也就是说,一款磷酸铁锂超快充电池,同样能够满足高性能纯电车型动力需求,给高性能车型输出巨大瞬时能量,保证零百加速轻松进入3s级。

  “即使在较低电量条件下(SOC ≥20%),功率性能几乎不衰减。”极氪方面表示。而更为关键的是,4.5C只是起点,金砖电池这个种子已经结果,后续无疑会随着工艺技术的提升,电芯能力的提升,充电倍率也将继续提升。

  因此,可以预见的是,有了金砖电池这块有力的支点,极氪的超充补能版图正坚定地快速扩散。“极氪已经做好了准备,我们800kW的桩完全能够支持为6C电池进行充电。”

  安聪慧表示,从品牌发布的第一天开始,极氪就坚持自研、自建、自营超快充网络。

  而截至11月30日,极氪累计建成401座极充站,覆盖全国100座城市,提供2261个极充桩,每个极充桩的充电功率都在360 kW以上。

  到2024年,极氪极充站总数预计将达到1000站;到2026年,极充桩总数预计将达到10000根,实现“千站万桩”的创想。

  而在充电效率提升之下,充电场站的运营效率也会大幅改善。安聪慧判断,从目前投入的情况来看,极氪对2025年充电补能生态实现盈利,有足够信心。

  “最终评价能不能盈利,要考虑单站的充电量、建站成本和营收,甚至是租金的问题,每个站的成本一定是有差别的,但极氪自研自造站和桩的设备,成本方面绝对有优势。”安聪慧说,“‘千站万桩’超充如果实现了,极氪在充电补能领域一定会有非常好的盈利。”

  对于电动车而言,补能网络是市场的触角,补能补能延伸到哪里,市场就将渗透到哪里。极氪汽车的补能版图,毫无疑问,就是对未来市场份额的雄心。而金砖电池为极氪这套补能战略的大步伐推进,扫除了顾虑。

  整合产业链,智能电动车的制胜之道

  从苹果到特斯拉,到国内的比亚迪,从消费电子到汽车制造,有力的案例都已经证明:对于智能终端而言,只有拥有垂直整合的完整产业俩,才能在竞争之林中立于不败,从而突围而出。

  极氪虽然成立不久,但是在智能和电动领域,已经在逐步完成全栈布局。

  在智能领域,其身后有吉利的芯擎等强有力的芯片能力支撑。今年3月,芯擎科技发布中国首款7nm车规级智能座舱芯片“龍鷹一号”:单颗可提供 100K DMIPS 的算力和 900G FLOPS 的图形渲染能力。

  而在智能驾驶领域,极氪不仅借助行业龙头Mobileye,实现了对行业主流节奏的跟进,与此同时,也在暗中筹备粮草,搭建了一支自己的智驾团队。明年初,也将伴随金砖电池,在极氪007上落地交付。

  在ICT领域,吉利旗下的时空道宇还自研了卫星通信芯片,采用通导行业领先的22nm工艺,射频基带一体化SoC设计,支持卫星通信服务,可在手机、汽车等行业中广泛应用。

  同时,该公司还自研车规级高精度定位模组,支持PPP-RTK定位技术,定位精度可达厘米级,可实现车道级导航定位,赋能自动驾驶等领域。

  到2025年,吉利将完成未来出行星座一期72颗低轨卫星的组网部署,融合卫星通信、导航增强和遥感AI技术,能为自动驾驶提供“厘米级”高精定位,提升智能驾驶体验。

  而在电动化领域,更是极氪的强势领地。集团十余年的技术扎根,加上在国际上的资本布局,对沃尔沃、路特斯等豪华安全品牌的并购和整合,都强化了极氪对整车设计、技术和安全的深度理解。

  设计方面,极氪的全球设计中心设在瑞典哥德堡,为全球用户带来忠于原创、更强调豪华科技体验的极氪式设计。极氪也在欧洲设立工程研发团队,整合全球顶级设计工程能力,并为极氪的欧洲车型进行本土化验证。

  在这套深厚的土壤下,吉利的三电技术也得以未雨绸缪,先于行业完成布局。

  例如,其全栈自研的“赛道钢炮”EDU P900是全球首款800V两档扁线油冷电驱系统,成功助力整车刷新赛道记录;EDU L300是国内首发带半轴脱开机构的三合一电驱动系统,以其高性能、轻量化的特点获得大量市场认可。

  800V碳化硅电机控制器也凭借高性能、高集成、高安全的产品优势,也让极氪最早点亮高压快充的科技树。

  汽车产业格局剧烈变化,车市竞争拳拳到肉,没有深厚的工业布局、扎实的技术储备、一套自己能够高度掌控的产业链,势必难以抵挡一轮又一轮的竞争冲击。而金砖电池之后,极氪的整合产业链布局已经轮廓清晰,也势必会向未来的汽车市场发起更猛烈的冲击。

THE END
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