智驾网 2023-12-17 15:40
成本下降15%,密度媲美三元锂,极氪发布全球量产最快充电速度的磷酸铁锂电池金砖电池
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金砖电池的生产效率提升超过40%,较同等性能的三元锂电池,金砖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,并将在极氪007上首发搭载。

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。

 

金砖电池体积利用率达83.7%,极氪表示这是目前全球体积利用率最高的动力电池,也是全球量产充电速度最快的800V磷酸铁锂电池,以及全球最安全的动力电池。

 

虽然在宣传上与广告法的要求有悖。

 

但金砖电池作为极氪在核心三电领域全面自研的最新成果,打破传统磷酸铁锂电池的局限:电池容量低,充电速度慢,测试不怕扎,确实是极氪十分看重的一项产品。

 

据称,金砖电池的生产效率提升超过40%,较同等性能的三元锂电池,金砖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,并将在极氪007上首发搭载。


磷酸铁锂电池安全、成本低是其特点,但能量密度一直无法与三元锂电池媲美是其弱点。


极氪如何让其体积利用率做到83.7%,超越了当前市场上所有磷酸铁锂电池,甚至超越三元锂电池,极氪的解释是,为了能在寸土寸金的电池包内放置更多电芯,极氪工程团队对电池包结构进行了彻底改造:


在电池底部使用一体化液冷托盘替代传统水管结构,减少结构件对电芯空间的挤压;


采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”,释放电芯仓纵向空间;


在电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料,充分提升体积利用率。


相较传统设计,金砖电池的采样线路总长度缩短了157 m,核心零部件数量减少35%,电池质量能量密度提升10%以上。


此外,金砖电池的另一特性更为炸裂,在充电效率上已追平了三元锂电池。


普通的磷酸铁锂电池,即便在30%-80%的快充区间,充电时间仍然需要30分钟以上。


图2-金砖电池体积利用率达83.7%,是目前全球体积利用率最高的动力电池.jpg

 

得益于极氪自研的全域800V架构,匹配800V极充技术,金砖电池最高充电功率可达500 kW,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500 km以上,成为全球量产充电速度最快的磷酸铁锂电池。


同时放电性能也超级加倍,其3秒脉冲放电倍率最高可达16C,搭载金砖电池的极氪007,可以轻松实现3秒级的零百加速表现。



 

凭借超强的热管理能力,极氪金砖电池可以最大限度降低低温超快充的影响,即便在零下10℃低温环境下,金砖电池依然可以实现优异的充电速度,其充电速度相比同类产品提升至少四分之一。

 

金砖电池是怎么做到的呢?


首先是电芯的结构创新,金砖电池的电极采用叠片多极耳结构设计,超快充工况下,热量分布更均匀,控温更高效;


金砖电池还采用了双铆极柱导流设计,其过流能力相比单极柱方案提升100%;


除了结构创新外,极氪还采用锂离子全程加速技术,通过提升锂离子释放、传输、接收的全程效率,实现高电压、大电流下稳定高效的充电性能。

 

为了进一步提升电池的安全,金砖电池将极芯电池包的6大安全措施升级为8项,以创新的笼式结构,实现电池包全域安全的实时防护。


金砖电池在电芯表面设计了专属的金色耐高压绝缘膜,可承受4000V直流高压,耐高压能力提升27%,犹如金钟罩一般,为电池带来固若金汤的安全品质。


图4-金砖电池超强的充放电性能,离不开核心技术的自研突破.jpeg

 

极氪还从实战出发设计了三项史无前例的极限安全测试,全面刷新磷酸铁锂电池的安全上限。

 

第一个是行业首创的「超压针刺测试」,将传统的“针刺测试”全面升级,将满电状态的金砖电芯先以国标1.5倍的挤压力,让挤压形变量达到30%以上;静置1小时后,再使用5 mm钢针从弯曲程度最大的点进行针刺贯穿,让电芯直接短路,整个过程电芯不起火、无爆炸。


图6-行业首创的「超压针刺测试」.jpeg

 

第二个是全面超越国标的「外部火烧测试」,在国家机动车产品质量检验检测中心的电池包火烧实验室,实验人员通过油盘直接火烧的方式对金砖电池进行测试,接触电池包的火焰温度在700℃以上,持续火烧时间长达240秒,远超国标130秒的测试时长,仍旧不起火、无爆炸。


图7-全面超越国标的「外部火烧测试」.jpeg


第三个是把难度拉满的「6项极端工况串行测试」,同一块金砖电池连续进行浸水、火烧、冰冻、拖行,再加上碾压、高坠6大极限测试,全行业绝无仅有的测试标准和难度,即便经历这样的地狱之旅,金砖电池依然不起火,无爆炸,保持“金身不破”。


极氪表示,从金砖电池开始,已建立出一条动力电池自研自造的高护城河。投产金砖电池的衢州极电工厂,是全球最大的三电及储能系统智能制造综合基地,通过工艺创新、智慧联动,打造行业最严苛的品质标准。


图9-衢州极电工厂是全球最大的三电及储能系统智能制造综合基地_20231214_222741.jpg


在涂布和辊压工序,极氪首创极片“双泵耦合技术”与“双光控制监测反馈系统”,实现电芯在线实时纠错与闭环;


在电芯堆叠工序,通过自研电芯簇堆叠技术,攻克电芯厚度误差累积的行业难题,确保电芯膨胀一致性,让金砖电池的使用寿命再提升10%。


借助工业互联网和大模型技术,工厂还建立了全流程AI视觉检测系统,通过部署高密度品控点,配备8K CCD工业相机、智能检测相机、传感器,实现全流程实时检测,实时纠错。


最重要的是,通过电芯成份优化、电池包结构优化、产线智能化,金砖电池的生产效率提升超过40%,对比同等性能的三元锂电池,每度电的综合成本降低14.8%。


极氪对纯电汽车最昂贵的零部件之一——动力电池高效降本,这给其提升车辆的配置留下了更大的空间。


同时极氪正在完善其800V超快充网络;从布局、技术和体验三个方面,打造极充补能体系。


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。


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。


图11-到2026年,极氪极充桩总数预计将达到10000根.jpeg


极充是中国第一个全系具备800V平台高压快充能力的充电网络,且极充站和极充桩全系标配大功率全液冷技术,桩端充电功率全面领先行业。


极氪自研的全球首个量产600 kW全液冷充电桩极充V2,早在一年前就已布局。


今年9月,全球单枪输出功率最高的充电桩极充V3也正式发布,其设计使用寿命长达10年以上。


图14-20 kW直流家充桩是目前充电功率最高的家充桩之一.jpeg


极充站标配的智能功率共享技术可根据每台在充车辆的受电情况,实时智能分配功率,最大化利用功率池,让极充站的每个桩,都可以是超快充。除此之外,极氪还采用并柜整合输出方式,将站点周围变压器的零散余量接入多个功率柜,降低了大功率超快充站的选址限制;极充V3充电站还可根据场地条件,灵活搭配储能模块,用电量低时储存能量,高峰时释放储存电量,缓解电网压力。


极氪的补能网络让定了“1515便利电”的标准:15分钟找到站、15分钟充好电。未来三年内,1515便利电将覆盖90%以上的极氪车主,并将无限接近于100%。


图13-极氪为用户打造极充“1515便利电”.jpeg


在城区,极氪布局1515便利电极充网络刷新市内通勤体验;在城际,极氪已和35家国内优质公共运营商合作,极氪充电地图中已累计接入超61万把优质第三方充电枪。2024年,极氪高速路充电枪的覆盖率将提升至95%以上,让远途出行无忧。


为了让用户的补能体验更智能、更高效,极氪智慧充电模式也向极致进化,将补能全流程都融入到车机生态,从开始找站到结束充电,电池预热、智能寻桩、智能降锁等充电全流程实现100%去手机化操作,以上功能将从OS 5.1开始陆续推送。尤其在寒冷的冬天,智慧充电模式会在车机导航前往充电途中,智能调节电池温度,让电池在充电过程中不用再重新预热,极大缩短了充电时间,真正做到低温如常温,充电更舒适。


发布会当天,极氪还对家充场景进行升级,在极氪APP极物商城正式上架20 kW直流家充桩,这是目前充电功率最高的家充桩之一,100度电池,充满电最快只需5小时;即便140度大电池,一夜即可充满。


极氪正在开启自己的“金砖时代”。

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