超快充電池/超快充電樁率先落地 專訪巨灣技研
行業 發布于:2021-12-31 11:50:49
近年來,廣汽埃安在新能源領域是獲得了不少突破性的技術,特別是電池和充電技術方面的表現尤為突出。實際上,在這些突破性技術的背后離不開一家名為巨灣技研的科技公司,它是由廣汽集團內部孵化的首家混合所有制高科技民營企業。
這家公司主要專注于超級快充動力電池和新一代突破性儲能器及其系統的研發、生產、銷售和服務,目前它的主要產品是3C倍率電池和6C倍率電池,以及支持最大充電功率480kW的超快充技術。
在工廠產能方面,巨灣技研也在布局電芯和電池包的生產,在廣州南沙的電池包工廠目前是全面投產,預計未來產能將達到8GWh,到2025年達到120GWh的產能。
對于這家新生企業,我們都對它有些陌生,近日我們也有機會對其總裁裴鋒和充電事業部總經理彭文科進行專訪,了解巨灣技研的一些技術細節和發展路徑。
記者:我看到我們還有一個超級快充的方向,這兩年電動車銷量挺高的,充電需求很大。在巨灣技研這方面布局有什么規劃嗎?只是提供技術支持,還是說也有自己布局?
裴鋒:我們自己的定位是領頭羊,作為超級快充整體解決方案的領頭羊,推動超充生態的建設,在建設的過程中,我們起到的是推動作用。建樁具體進展,彭總可以介紹一下。
彭文科:我們希望推動整個行業建設這個生態,在這里面我們自己會建設一部分超充站,更多是推動行業往前做。
記者:除了跟廣汽這邊的技術合作之外,還有沒有跟其他廠商技術的合作推廣?
彭文科:你是說在超充方面嗎?
記者:包括儲能、超充站方法。
裴鋒:我們在去年廣汽科技日的發布會上,已經提到了超充技術,今年同樣是廣汽科技日發布了這個技術,我們后面也專門做了超級快充技術發布,在7月份之后,包括9月30日,廣汽搭載了超級快充技術的車型也宣布了量產。之后在今年大家對超充的關注特別高,尤其是巨灣技研和埃安聯合發布后,不管電池廠還是主機廠,都關注到超充的發展,在今年下半年很多人跟我們在研究,也要探討把超充技術搭載在車型上。
我們現在和很多其他主機廠在接洽,很多都已經做方案推進了,甚至到明年下半年,會有另一個主機廠全新車型出來,因為大家都意識到超充一定是未來發展的方向,已經達成行業共識了。
記者:方便透露一下,目前有哪些主機廠嗎?比如說國內國外的品牌?
裴鋒:比如說互聯網的車企,跟我們都有在接洽。
記者:之前公布的A480快充樁,它電容是比較大的,布局上,會不會專注于郊外,商圈的話,可能電容跟480千瓦的快充狀需求并不相同,所以建設主要在郊外還是?
裴鋒:雖然說電流大,但是就充電站而言是同樣的。因為充電速度更快,效率更高,更能在核心地段、核心區域扎根。對于電力的需求則是取決于電動汽車保有量,并不取決于單樁上,因為快充的來臨,所以充電會更便利,會在一些更繁華的地方,大家更容易觸達的地方出現充電站。
記者:現在巨灣技研研發體系,是不是涉及到充電單元,電子那部分,還有電芯、化學,還有整個電池包的結構,是不是整條鏈條上巨灣技研都會涉及?
裴鋒:巨灣技研目前做的是整個電池包,還有整個車載電池系統的方案,一站式解決方案都可以做。包括電芯設計與模組。
記者:關于生產模式,目前是你們來研發,找外包代工,還是自己研發、自己也生產,是哪種模式?
裴鋒:在現階段因為我們剛剛成立一年多,電池包會在我們的南沙工廠生產,而電芯和模組是由我們設計,目前是由合作伙伴來生產。我們后續也會啟動電芯和模組基地建設,這個基地計劃在2023年上半年建好。
記者:480千瓦充電的技術,它的核心是什么?相比于普通的倍率充電系統,有什么突出的技術突破點?可以講一下嗎?
裴鋒:超充技術,涉及到電池端和設施端,設施端門檻不大,主要改變是原來的自然冷卻系統,變成液冷系統,技術門檻主要是在電池端,要具備超充性能,要解決很多方面的問題,傳統的一般的能量動力電池,可能1C,1C就是要充一個小時,2C是半個小時,3C是20分鐘,我們是6C,一般的電池只有1C,我們要做到6C,必須同時解決很多問題,既要倍率上去,同時能量密度也要維持在很高的水準,因為這樣續航才夠。
安全要達到國家標準,甚至超出國家標準。比如我們的熱失控測試,國家標準是5分鐘,我們標準是24小時。方方面面都要做到,這才是快充技術的難點。我們從電芯原材料,導電劑,一直到隔膜、電解液,都做了全新開發,包括工藝,有成百上千種材料搭配和工藝驗證,長達7年時間才做出來。
記者:核心就是電芯里面的一些專利,包括電解液、正負極材料,高倍率快充,核心就是這里嗎?還是在電池結構方面,我們理解會不會相當于以前一個通道在通電,現在高倍率快充,是多個通道?
裴鋒:快充從材料層級,在充電時,鋰離子要穿梭,從正極穿梭到負極,整個通道都要提升遷移的速率,這是從材料端要解決的,包括電解液和隔膜,同時整個電氣結構也要符合大電流、高倍率。
記者:巨灣技研對固態電池或者半固態電池有沒有一些技術儲備或者長期規劃?
裴鋒:我們2014年開始做動力電池研發,因為我是廣汽研究院新能源團隊最早的籌建人。可以跟大家分享一下我們的技術積累歷程。我是2007年進入的研究院,2009年開始做第一個新能源量產項目,從2011年開始做三電基礎研發,包括電機、電池、電控。因為電芯是最具有難度的,所以我們首先攻克的是電控,包括BMS、控制器、電驅、電機、電機控制器等等,當然整個電池PACK我們也都在2014年之前攻克了。2014年開始從電芯切入,從材料端切入,為什么要切入電芯,原因很簡單,就像作為主機廠必須要掌握發動機技術一樣。所以我們既要掌握電池,材料也要鉆研,所以從2014年開始從材料方面入手布局動力電池研究。動力電池有兩個很明顯的短板,一個是能量密度,跟汽油相比差60-80倍,還有電池包的重量,500公斤、600公斤、700公斤,而油箱是很輕的,差了10倍以上。第二個短板,充電的速度跟加油的速度相比,差了10倍。所以這兩個短板是很明顯的,是需要去解決的,而且是用戶極大的痛點,我們從這兩個維度都做了技術布局。包含超充,我們也做了固態電池,包括燃料電池都做了布局。到2020年成立巨灣技研,廣汽集團是把整個超充板塊拿出來做孵化,我們認為它更具備商業化推廣的價值,或者說它的推廣會更快一點,其他的研發板塊,還是會繼續保留在集團內部,繼續做一些潛在的東西。根據我們的判斷,固態電池目前還是在早期階段,性價比提升還是有一定挑戰,離真正量產還有一段距離。
記者:今年年底廣汽推出了標稱1000公里續航里程的車型,作為充電技術的公司,你們會鼓勵或者說贊同繼續往1500、2000公里續航進發的路線嗎?
裴鋒:為什么大家要做1000公里續航,這是以前的一個慣性,大家一直在提升電池的能量密度,因為以前電動車續航只有200公里、250公里,電池能量密度不夠,所以大家一直沿著如何提升電池能量密度做了非常多的工作,過去十年都在干這個活,怎么樣提升電池的能量密度。提升電池能量密度的表現,就是續航里程不斷提升。在當前發展階段,長續航里程還是有價值的,但隨著時間推移必要性會變弱,為什么這么說?現在開燃油車,是不追求續航里程的,到600、700公里就夠了,燃油車如果做3千公里續航很簡單,把油箱放大3倍就可以了,它放大3倍也沒有現在動力電池這么大,比如說油箱50公斤,放大3倍也就150公斤,現在電池包五六百公斤,所以燃油車要把續航做到兩三千是輕輕松松的,但是沒有這個必要。本質在于加油足夠方便、快捷,當你加油足夠方便快捷的時候就不需要注重續航了,在電動車上一樣的道理,當你充電足夠方便快捷的時候,大家就不會追求續航里程了。
我們認為未來十年都是解決充電便捷性問題,我們有一個理念,現在你是怎么加油的,未來就怎么充電,你甚至感覺不到是在加油還是在充電,當用戶有這樣的感覺,續航自然不是問題。
記者:比如說廣州的海珠、越秀、荔灣這樣的老城區,可能電力基礎設施比較老舊,剛剛您說到4C或者6C充電,對土地的承載能力更高,但是瞬時的峰值功率比較大,明年或者后年,針對老城區會不會有這樣的規劃,把6C進入比較好的街區里面?
彭文科:這一塊我們現在正在布局,老城區的電力容量還是有的,電網也在做配電升級。而且我們現在做的儲能配套解決方案,也就是充電和儲能相結合,也可以做相應的緩沖。所以針對老城區的超快充布局是有方案可以解決的。
裴鋒:可能大家認為我們超充是不是電網需要提供的功率更大?大家可能有這樣的感覺。其實如果把視角放在全廣州市,全廣州市電網對電動車提供充電的功率,主要跟全廣州市有多少電動車有關,跟你充電速度快慢關系不大。為什么這么說呢?廣州市現在有2300個快充站,而加油站只有700個,為什么這么多?因為大家充電慢。雖然充得快,每一個充電站功率變大了,但是總功率沒有變,總功率跟電動車的保有量有關,保有量決定每天需要從電網上去充的電量,所以電網提供的功率是一樣的。只是說這些功率提供更集中了,以前分布在2300個快充站,現在集中提供在超充站。
記者:方便透露一下明年大概多少個現有超充站得到升級?
彭文科:我們自己會建設一部分,這個領域的升級,不僅有舊的站的升級,也有新的站的出現,總體而言,是快速在一線城市,比如說廣州、深圳、北京以及電動車早期推廣比較好的城市,快速做升級,做到基本的覆蓋,就像廣州實行5公里或者3公里的覆蓋,這樣老百姓都可以很容易找到超充站。
記者:類似180千瓦或者更大功率的電池技術,充電技術,現在在行業內只有巨灣一家,有多少家這樣的競爭者?還是說只有巨灣一家可以做?
裴鋒:我剛才也提到,我們7月份發布超充技術后,有一些電池廠也陸續在發布超充規劃,不過大家的規劃時間一般都是2023年,甚至2023年以后去量產。所以現在大家都是知道這個發展趨勢,要去做,但是時間都是兩年以后,所以從當前已經量產的車型和信息來看,只有巨灣技研超充電池是量產的。
記者:技術上在行業里面,大家都知道用一個什么樣的方法做電池,但是從設計到量產肯定有一個時間,巨灣技研提前一步把這個東西量產了,基本情況是這樣的嗎?
裴鋒:我們怎么讓電池倍率提升,不僅僅是倍率提升,很多方面都要去確保,能量密度,安全性、壽命都要確保。一項技術從原理到真正邁向產業化大規模生產,這是需要很長的工程驗證時間以及大量研發工作做鋪墊的。
記者:對于媒體來說,我們宣傳的話,如果說巨灣技研是全球首家推出480千瓦充電速度的廠商,可以這么說嗎?
裴鋒:可以的。我們也拿了一個世界紀錄,就是充電續航,是全球第一個超級快充的量產車型。
記者:目前電池的產能跟得上嗎?據了解現在只是供應AION V Plus一個車型?LX plus是沒有480千瓦的嗎?
裴鋒:我們超充電池包有兩個版本,一個3C版本,一個6C版本。3C版本是400伏電壓等級,6C版本是800伏電壓等級,3C是從30%充到80%是10分鐘,6C是從30%到80%是5分鐘。6C的版本對應的就是480千瓦的功率,3C版本沒有這么高。
記者:目前480千瓦超充樁,你們建設的時候會與大的小區合作嗎?在小區里建一個樁?
裴鋒:我們現在正在做這個事情,我們在推動比較大型的社區,周邊就會配套一個超充站,充電就像加油一樣快,應用場景和現在加油站一樣。但是加油站不能建在小區里面,而超充站是可以的,多了這樣一個場景能夠帶來更多的便利。
記者:目前超充站建到小區里面的還是比較少的。
彭文科:現在超充站建到小區里面比較少的原因主要有兩個問題,目前電動車保有量不是太多,小區內部大部分比較封閉,這樣的情況下,超充站是能服務車主的,但是車主現在比較少,所以效益比較差。現在一線城市,電動車主保有量上來后,就逐步出現在小區內部建超充站的時機就到來了。所以對大型特大型小區,內部建這樣一個超充站是具有經濟價值的。
記者:你們建的超充站只為廣汽系的車服務,還是為所有品牌的?
彭文科:我們是為所有車主服務的。
記者:和普通的充電樁相比,你們的超充站場充電樁的成本大概是多少,會高多少嗎?
彭文科:如果就眼下而言,超充樁成本而言,可能比快充樁貴一些。就像我們最開始的時候,快充樁以前也很貴,慢慢的隨著產業發展,很快就下來了。超充樁也是這樣,我們在過去一年時間之內,通過產業鏈的拉動成本也在下降。在未來我們通過自有的技術與綜合解決方案,讓超充站和快充站的成本能夠持平。
記者:3C樁和6C樁相比,它們的成本相差多少?
彭文科:3C是240多千瓦,成本上來說,大概在60%左右。但按照每kw功率的成本來說是基本持平的。
記者:高60%?
彭文科:3C大概是6C充電樁成本的60%,但按整個站來計算,每kw功率的成本是跟普通快充站基本持平。我們目前沒有單獨布局3C樁,因為樁是基礎設施,我們現在所有布的樁都是6C的,往下兼容3C。
記者:比如說充電從30%到80%之間,低于30%的充電速度是怎樣,高于80%后速度是怎樣的?
裴鋒:充電有一個特征,就是跟你倒水一樣,倒滿的時候不能倒很快的,我們從5%到85%,一直是可以6C超充,80%區間可以一直超充的,80%到100%的時候會慢下來,但是它的速度依然很快,比如說從0到80%,8分鐘就可以充滿了,從85%到100%,可能要花5-6分鐘,大概是這樣的水平。
記者:大概速度能維持多少?
裴鋒:到100%的話要花個5分鐘。
記者:目前只有3C是量產的是嗎?
裴鋒:3C和6C都已經量產了,包括工信部的公告也可以看到。現在推向市場的是3C,3C是可以買到的,6C屬于商業層面的考慮,會適時推出。
記者:產能方面會不會比較難,就是6C的電池?
裴鋒:現在產能,包括PACK線,我們有4-5Gwh產能,每年有5萬臺的產能,電芯和模組,按照2GWh配的,是3萬輛。現在產能是夠的。
記者:3C與6C這兩種超快充是怎么兼容的?有沒有兼容協議?
裴鋒:這個樁去充的時候,會有協議的,會互相商量,多少功率,可否承受這么大功率。就是電池需要多少功率,充電樁就提供多少功率。
記者:那目前這種480,6C電池的容量,最大多少公里續航可以提供?
裴鋒:我們在埃安V Plus是73度電,續航500公里,當然你要把它的能量增加也是可以的,但是并不建議這么做。
記者:3C、6C超快充都是巨灣的技術?
裴鋒:對。現在已經有量產的電芯,就只有巨灣技研。
記者:那就是說巨灣以后可能會跟國軒高科或者寧德時代競爭了?
裴鋒:我們跟他們不一樣的,巨灣技研的發展眼光會更前瞻一點,我們就是做超充,包括第二代的超充技術。我們要解決的就是充電效率低下這個本質問題,整個新能源汽車行業的發展也在收到充電便捷性的影響,這已經是瓶頸問題了。隨著電動汽車保有量的增長,絕大部分家庭是沒有條件建充電樁的,他們只能依靠公用的充電樁,如果充電像現在一充要一個小時,大家每天就很痛苦,要么在充電,要么在排隊,要么在去充電的路上,所以一定要解決充電快的問題,大家就不用顧慮怎么樣去充電。你今天怎么加油,明天就怎么充電,大家買電動車就變成了自然的選擇,整個新能源車的發展也會比較良性循環。
記者:很多新勢力造車企業,都推出了800伏的平臺,搭載車輛480伏充電樁兼容的話,6C、3C倍率充電,你們電池去到蔚來建設的480伏充電樁也是可以的?
裴鋒:我們的充電樁本來就是按照1000伏的等級去建,所以800伏的電壓本來就可以,而且我們6C本來就是800伏平臺,要實現超充,未來一定是高電壓等級的。
記者:我試過開著特斯拉model 3在一些第三方充電樁上,是達不到標稱的充電功率的,這是不是協議兼容的問題?巨灣技研的協議,是不是可以做到全兼容?
彭文科:充電過程中,樁是被動的,車是需求的響應。所以我們的樁,很多標120,但是開車過來,很多充70、80或者100千瓦,是你的車告訴我 ,你的電池目前而言,80%或者90%,但是樁是可以輸出180的,但是你告訴我只需要60千瓦,所以我只給你60千瓦。特斯拉的充電曲線不是一直高的狀態,所以是車這一塊的需求,不是樁這一塊有問題,是被動響應的。
記者:比如說南方電網在高速路上有180千瓦的樁,以后3C、6C的車過去,也是可以提出180千瓦的需求的?
裴鋒:是的。我們的樁會提240千瓦,那它最大可以充180,所以我就一直以180來充,所以我們巨充也會比普通車快很多,這也是3C的一個優勢,就是沒有找到超充樁,去普通快充樁上充,它也可以把超充樁最大的功率運出來,普通的車去超充樁充,因為它本身電池的限制,只能用到100千瓦或者更低的功率。
記者:未來會不會有像星星充電、特來電這樣的第三方公司,使用巨灣技研的技術?
裴鋒:已經開始了。我們已經和特來電,包括其他的運營商在進行合作了。我們剛剛說了在建這個生態,我們除了充電樁的技術,也和很多運營商、樁企輸出了這個技術,他們現在已經在主動布一些這個樁,我們后天會跟一家運營商進行合作戰略發布。
記者:所以巨灣以后會是專利和技術授權?
裴鋒:我們的核心技術還是在充電站與電池。而充電網和生態這部分,我們希望大家一起共建。