续航1000公里纯电动汽车

续航1000公里纯电动汽车

此前续航里程受限于电池成本,纯电动车续航里程一般在400 km-600 km左右。随着电池变得“廉价”,很多车企有点饿了很久,想方设法“扎堆”,出现了很多续航里程超过1000公里的纯电动汽车,真是把“续航焦虑”踩在脚下,使劲蹭。教授说这五辆纯电车跑起来比油汽车还能跑,续航时间用不完,根本用不完!

氪001作为30万级热销车型之一,6月份交付10620辆,上市以来累计交付超过12万辆。它在6月交付了10,620辆汽车,时隔5个月重返10,000家俱乐部。最近氪星001正式交付,让它再次风靡全网。在CLTC条件下,1032km的纯电池续航表现突出。它是怎么做到的?

电池是电池寿命的基础。氪001配备CTP 3.0麒麟电池,来自当代安培科技有限公司。目前市面上的纯电动车电池容量一般在70kWh左右,90kWh算是大容量了,而氪001公里WE版的电池容量达到了140kWh,是普通车的近两倍。

此外,与前两种CTP技术相比,当代Amperex科技有限公司的第三代CTP电池完全取消了模块外形设计,基于全球首创的多功能弹性夹层和改进的水冷板设计,电池寿命、效率、安全、寿命、快充、低温性能全面提升。

(比亚迪CTB电池技术)

现阶段动力电池还没有实质性的提升。无论是当代安培科技有限公司的第三代CTP,还是比亚迪的CTB、零跑CTC,都是在电池结构上下功夫。麒麟电池取消了模块化设计,电池结构件数量减少。体积利用率超过72%,组装三元电池能量密度达到255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统容量密度达到160Wh/kg,电池组集成度全球最高。

增加电池容量对续航里程的提高有立竿见影的效果。氪001搭载140kWh的当代Amperex科技有限公司CTP 3.0麒麟电池后CLTC续航里程达到1032km,正式位列全球纯电动汽车续航里程第一。除了大容量电池,电机的效率、电池BMS系统、整车的设计对续航能力也很重要。

极氪001在动力方面配备了高性能永磁同步电机。后电机采用碳化硅技术,电驱动系统效率提升至95%。再加上0.23cd的超低风阻设计,官方功耗为14.9kWh,要知道极氪001的整备质量可以达到2345kg。能有这样的功耗水平,真的是对三电系统技术先进性的考验。

去年广汽AION NX上市,共推出4款车型,售价28.66万-46.96万元,其中一款千里版刷新了当时人们对续航的认识。AION NX PLUS千里版在CLTC综合工况下续航里程达到1008km,成为全球首款续航里程超过1000km的纯电量产车型。极氪001千里版不得不叫大哥。

既然是全球首创,没有技术参考,也没有电池供应商提供大容量电池。只能摸着石头过河,埋头研发。众所周知,目前市面上主流的动力电池无非就是三元锂和磷酸亚铁锂,两者都非常接近其能量密度的上限。为了大幅提高续航里程,对正极材料进行创新显然不是一个好办法,这需要很长的投入周期,也不一定见效。

所以要么从电池结构入手,像上面那位教授提到的CTC和CTB技术,要么从负极材料和电解液入手,爱安的千里续航就是这么做的。

经过5年的技术攻关,广汽永旺真的有所作为,率先攻克了硅负极材料在动力电池中的应用难题。它是世界上第一个“海绵硅阳极电池技术”,即通过在阳极材料中添加硅,实现了阳极材料的创新。因为硅储存锂离子的能力比石墨高得多,所以电池的能量密度可以大大提高。

当然,在负电极材料中添加硅并不完美。最大的缺点是负极材料不够稳定,容易导致负极材料在多次充放电循环后膨胀甚至破裂,导致电池容量密度衰减,换句话说就是电池耐久性不好。面对这一短板,广汽爱安自主研发了“纳米复合硅技术”、“自修复粘接技术”、“梯度复合涂层技术”等近50项自主知识产权专利技术。通过将硅材料控制在纳米尺度的形式,形成覆盖表面的保护层,避免其膨胀和开裂,提高极片的粘接性,使破损的硅材料能够自我修复。

基于以上的创新电池技术,AION NX PLUS电池组的能量密度达到了205Wh/kg,虽然不如现在的氪气001的255Wh/kg,但在当时也是一个巨大的突破。电池容量为144.4kWh,因此续航里程为1008km。

蔚来在2021年1月7日的NIO Day发布会上表示,将推出150kWh的半固态电池组。目前,卫兰新能源宣布车用标准固态电池正式下线,计划在蔚来ET7上搭载续航里程1000km的半固态电池,电池组容量150kWh,能量密度360Wh/kg,成为广汽爱安之后第二款续航里程1000km的国产车型。

因为固态电池的量产工艺和成本一直处于实验室阶段,未来我们会另辟蹊径,采用折中的方法,即半固态电池技术,可以理解为介于液态锂电池和固态电池之间的过渡产品。

相对于爱安对负极材料的创新,蔚来的解决方案是从电解质材料(原位固态技术)入手,用固体电解质代替电解液和水垢,有效减小了电池的体积和重量,从而提高了能量密度。值得一提的是,固体电解质具有良好的绝缘性,增加镍的比例,进一步优化电池的正极材料,也可以达到提高能量密度的效果。

关于半固态电池,蔚来现在公布了两个指标,一个是150kWh的电池组容量,一个是360Wh/kg的电芯能量密度。从体积能量比的角度来看,在功率交换机制不变,即电池组体积保持与目前使用的100kWh电池组尺寸相同的情况下,半固态电池的能量密度有了很大的提高。

蔚来ET7和ET5在上市之初都表示会提供半固态电池型号,但官网只有75kWh和100kWh电池,150kWh固态电池组目前还是“期货”。可以说,现阶段动力电池的发展方向是液体电池-半固体电池-固体电池。现在蔚来半固体电池可以为后续建设固体电池打下基础,也可以促进整个动力电池行业的发展。至于何时交付,我们不妨拭目以待。

Roadster作为特斯拉旗下唯一一款电动跑车,对特斯拉旗下车型的影响力十足。据说新款特斯拉Model 3在设计上采用了Roadster的一些设计元素。近日,特斯拉官方再次开放新款Roadster预订页面,只需支付33.2万元即可预订,并且在交付前可随时退款。遗憾的是,官方并未公布Roadster的最终售价和交付日期。

除了极具未来感的设计,动力系统和动力电池是新款Roadster的最大亮点。动力系统方面,新Roadster的驱动电机峰值扭矩为10000n·m,零速加速仅为2.1秒,最高时速超过400km/h,是名副其实的性能怪兽。要知道,目前自主品牌超过200km/h的纯电动汽车非常少,更高的速度对电机效率、冷却系统、BMS管理系统、整车设计、风阻系数、轮胎等等都提出了更高的要求。

此外,在动力电池上,新款Roadster将搭载特斯拉最新的4680电池组,容量密度将达到200Wh/kg,电池容量将达到夸张的200kWh。毕竟作为一个“性能怪兽”,想要玩得开心,自然要准备足够的电量,否则“没电的bug”对于一辆估价200多万的跑车来说,可不是什么好事。

看到这里的小伙伴可能蠢蠢欲动了,续航里程是电动车发展的最大障碍。以上几款都给出了自己的解决方案。几千公里的续航里程即使打折也能达到800km,无论是日常使用还是长途旅行都能满足。但是,教授劝你不要太高兴。现阶段续航里程确实能起到立竿见影的效果,但长远来看确实没必要,主要是价格不便宜。

我们以极氪001公里耐力服为例。选一块140kWh的麒麟电池要10.3万,价格直接来40.3万,比WE版100kWh多了291km,这注定是只有少数人才能提前享受到的科技便利。对于绝大多数消费者来说,741km的续航距离1032km有多远,对日常出行的改善有多大,这是一个值得商榷的问题。

就目前新能源的发展进程来看,长途续航其实更像是一个噱头,一个展示技术肌肉的产品。或许在未来,电池会有实质性的突破。无论是石墨烯电池,还是所谓的固态电池,都能带来千里民用生活,那么未来就真的来了。

特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)曾在社交平台上表示,纯电动汽车的电池寿命毫无意义。特斯拉本可以有一辆单次充电续航960km的Model S,但在他看来,该产品会变得更差,因为增加电池续航时间需要携带更重的电池,这将使加速、操控和效率变得更差。

纯电车发展至今,600km左右的续航里程其实可以覆盖大部分消费者的需求。无论是城市交通还是长途自驾,续航焦虑很大一部分来自充电。可以说,续航“痒”,充电“痛”。

不得不承认,纯电车的续航能力已经超过了很多燃油车。但是充电桩的数量和充电时间跟不上纯电动汽车的发展。春节开纯电车回家你肯定会抱怨。除了充电桩数量少,还有很多损坏,不及时维修很难发现。快充一般需要1小时左右充满,稍快的型号需要40分钟左右。节假日排队充电,绝对让你挠头。

随着技术的快速迭代更新,现在很多车型都配备了800伏的高压快充,10分钟可以续航200km,向我们展示了在能量补充方面的发展。随着电池技术和充电技术的飞速发展,纯电车的“续航焦虑”将在不久的将来彻底解决,未来真的不远了!

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