【原创】比亚迪“兆瓦闪充”技术深度解密 3月17日晚, 比亚迪 发布“兆瓦闪充”技术(充电功率1MW,5分钟补充400公里续航),并宣布“油电同速”目标。才神道... In 世界杯澳大利亚 @2025-05-27 03:17:06
来源:雪球App,作者: 才神道,(https://xueqiu.com/7689380443/329951284)
3月17日晚,比亚迪发布“兆瓦闪充”技术(充电功率1MW,5分钟补充400公里续航),并宣布“油电同速”目标。
才神道第一时间从其材料、电极、电芯、系统层级对1000kW兆瓦闪充技术进行深度解析。文章很长,但干货满满。
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原创: 詹姆斯鱼
才神道根据最近一些报道和一些专家访谈内容,以及我们了解的当下产业界快充技术现状来帮助大家做一个较为详细的解读和分析。
比亚迪的刀片触摸快充性能天花板下面是公开一些性能数据:
最大充电能力:1000千瓦,实现油电同速。
充电时间:以唐EV为例,该车型的电池容量为100.55 kWh,该车型电池的总电压已达到835V,串联节数为261节。
完全充满约10分钟,从0%到10%的充电时间约为1分钟,10%至80%充电约6分钟,从0%到80%的充电时间约为7分钟,占总充电时间的70%,从80%到100%的充电时间约为3分钟。
平均充电速率:6C
电压平台:835伏至967伏。
实现方式:提升电压,减小电芯容量,提高倍率
对于比亚迪的快充性能,比亚迪通过官方视频和外场的实测,让我们看到了他们兆瓦闪充的实力。
但几个数据我们需要仔细看一看。
1、兆瓦闪充到底能坚持多久
从比亚迪官方公布的充电视频来看,兆瓦以上闪充可以坚持10s,但900kW以上闪充则坚持了40s。
官方实测指标要比官方视频的差一点,这个我们可以理解,甚至说真正量产车辆会比发布会差一点我们也都可以接受。
但无论是官方视频还是现场实测,超充超过400公里以后,充电就被强行中断了。
上面的某些公开信息说,充满是10分钟,才神道认为有些乐观了。但充电过程中功率超过600kW的时长已经让人很兴奋了。
我想原因也很简单,那就是后续的充电会越来越慢,观感也不好。当然,如果是着急充电赶路,上个厕所的功夫就冲个400公里还是很给力的。
2、唐L的续航是多少?
按照上图55.29%的SOC,续航387.58来算,新款兆瓦闪充的唐L续航为700公里。
如果按照100.55度电来计算的话,100公里电耗14度多一点。唐L能这么省电吗?
能量密度多少?热管理有什么亮点?既然有这么强劲的快充能力,比亚迪新款的刀片能量密度应该会有折扣,这也应该是情理之中的事情。
根据某些渠道信息,新刀片的能量密度比普通铁锂电芯低10%。
能量密度:目前市场上的铁锂单体电芯能量密度约为180 Wh/kg,这样算下来,新刀片的能量密度约为160Wh/kg。
热管理系统:升级以适应快充过程中的高温,采用上下两块液冷板方案
大家都知道,特斯拉的的超充技术是在车辆向充电站行驶过程中,提前利用剩余电量给电池包加热,这样到了充电站就可以进行快充了。
我们电池包起始充电温度通常为25℃,据说比亚迪提高到了35℃,而且最高充电温度提升到了50℃。
这对电芯材料和电解液都提出了很高的要求。
另外,至于什么刀片电池更适合超充(下图),什么Z方向比Y方向导热效率更高,刀片等效热效率是方包24倍等逻辑我们还在认真研究,大家等我们后续的分析文章。
电池材料改进猜想1、正极材料
比亚迪新刀片的整体设计思路应该是提高功率性能,减少压实和面密度。
为了提高倍率性能,掺入少量高压磷酸铁锂颗粒,经过二次烧结后,制备磷酸铁锂小颗粒,小颗粒会再进行表面包覆处理。
据介绍,按照粉体压实密度,目前主流磷酸铁锂产品可分为二代、三代、四代等,对应压实密度分别为2.4g/cm3、2.5g/cm3、2.6g/cm3,市场一般定义压实密度为2.6g/cm3及以上的磷酸铁锂为高压密产品。
网络公开信息
在当下各大电池企业的实际应用中,并非完全依赖高压密实度材料,而是将不同粒度的材料混合使用。
有些设计配方选用2.75g/cm3的高压实小颗粒和2.65g/cm3的压实适中的大颗粒混合使用。
小颗粒的初始比例约为25%,而2.5um大颗粒的比例为75%。小颗粒和大颗粒比例3:1,形成协同效应。既能兼顾当前的压实效果,又能通过小颗粒填充,增强导电网络和吸液能力。
在增加导电性方面,可以采用二代碳管和炭黑的混用方案。每100份正极材料中,二代碳管添加0.4份,炭黑添加0.6份,总计1份,相比现有长刀方案的0.8份有所增加。
这就是以往电池快充只是一味地减薄电极,而现在可以结合高压实和和混合粒径,表面包覆以及添加更有效导电剂等方面的技术,将能量密度和高功率的取舍关系打破。
当然,这离不开电池包系统的配合,比如更加有效的热管理技术,充电技术的加持。
2、负极材料
对于快充性能最优帮助的,那必须是负极。
用导电聚合物、碳纳米管、氧化物和离子液体进行二次包覆,去除小颗粒,改善高温循环和储存性能是当下热门的负极技术。
包覆完成后,要去除其中的小颗粒,以减少高温条件下电子传输的影响,提高高温循环和储存性能,处理后的材料为二次颗粒石墨,可专门用于快充。
其次,选用快充专用的石油焦作为石墨材料,相较于现有的针状焦和普通石油焦混合方案更为优异。
快充专用石油焦在包覆材料和包覆量上有所不同,能够更好地满足快充需求。
此外,包覆沥青中的纤维状和颗粒状成分也有不同的软化点温度,进一步优化了材料快充性能。
为了提高负极导电性能,二代碳管和炭黑总添加量应该会稍多一些,达到1.2%左右,比现有长刀方案的1%略有增加。
3、电解液优化
电解液对快充的影响当然不容忽视,特别是当刀片电池将充电温度保持在50℃高位,电解液的耐高温性能就是最大的考验。
下面是我们依据行业经验理解的电解液配方,仅供参考:
高浓度锂盐:可能采用LiPF6(六氟磷酸锂,约1-1.2M)作为主盐,并搭配新型双氟体系(LiFSI,0.2M+)提升离子电导率和高温稳定性,以支持10C超高倍率充放电。
复合溶剂体系:可能采用碳酸酯类(EC(可能部分用PC代替)/DMC/EMC)与线性羧酸酯(如EA、EP;<20%)的混合溶剂,通过降低粘度提升锂离子迁移速率,同时添加氟代溶剂(如FEC)增强界面稳定性。
浸润添加剂:高压实情况可能采用氟苯,D2等浸润添加剂。
低阻抗添加剂:基于专利中的技术,可能引入含TMSP或者LIDFOB等作为低阻抗添加剂添加<2%;可能会减少VC<2%用量以FEC<2%补充来降低阻抗。
专用功能剂:可能添加联苯类或环己基苯等过充保护剂,配合硼酸酯类锂沉积调控剂,实现1000kW级充电时对锂枝晶的主动抑制。
有具体的技术需求或深入探讨,可以联系我们。
4、隔膜优化
隔膜:采用湿法单面涂覆PVDF胶,有助于提高大电流放电性能。
当然,当下主流的技术是双面涂胶。
其他方面的综合优化1、电芯设计及模组优化
电芯尺寸:更宽且短,采用双脊柱设计减少电流瓶颈。
这个设计类似我们之前拆解的金砖电池。现场图片也可以看出端倪。
集流体:铜箔和铝箔进行碳涂层处理,减少极化效应。
电极引出:从电芯两头盖板处引出,确保电流路径最优。
结构:电芯长度从960毫米减少到435毫米,降低电阻,提高功率性能,整体设计更偏向功率型。
模组布局:沿车辆长度方向排列四排,每排两个模组,共八个模组。
这种设计打破了比亚迪传统的刀片横向布局的传统。结构上还是采用了横向的钢梁以增加多对电池的保护。让后是上下整体的液冷板覆盖,这还应该算是CTB的设计。
2 、降阻抗方法
尺寸减半:降低阻抗约60%
导电剂:石墨烯导电剂提升10%-15%
电解液添加剂:贡献10%
双脊柱结构:贡献约15%的降阻效果
面密度和压实密度:调整贡献10%。
另外,就是热管理系统将电池包加热至50℃,以进一步降低电池的内阻。
3、快充模块升级
部件:DCDC转换器、PDU、车载充电机,支持高达1000伏特高压充电
功率模块:采用碳化硅功率模块,升级IGBT芯片及其栅极电压
新型的碳化硅模块耐压能力可以高达1500V,成本依然非常高。另外,额外增加了一个PDU,应该是为了支持双枪快充增加的,据说双枪快充不经过OBC。
4、复合集流体与快充电站
之前一直传言比亚迪二代刀片将采用复合集流体技术,特别是复合铜箔技术。是不是采用了,我们还不得而知。
但以才神道的判断来看,这么炸裂的快充能力应该不适合复合集流体的使用。但相信比亚迪可能会在储能利用率先使用全面的复合集流体技术。
至于高达1000kW的快充电站,大量部署目前看还不现实。就为了这40几秒的快充,投入这种主要以DCDC来堆砌功率的超快充电站,不仅成本难以接受,电网也受不了这么大的瞬时冲击。
如果用碳化硅来替代DCDC里的IGBT,在车辆里恐怕还可以,如果用到快充电站上还是有点太奢侈。
为了解决对电网的冲击,比亚迪采用了储能的解决方案。但这个不仅投资太高,也难以提供连续的快充能力。
油车将加速退出历史舞台比亚迪新一代锂离子电池技术在快充性能、热管理、材料优化和成本控制方面取得了显著进展。
通过提升电压和电流、优化电芯设计和材料,实现了6C的平均充电速率和1000千瓦的最大充电能力。
尽管能量密度略有下降,但通过车辆集成和减重措施进行了弥补。
通过改进电芯设计和集成方案,新电池系统不仅提升了车辆的空间利用率,还增强了系统的稳定性和安全性。
新一代电池技术将于2025年内量产,并首先应用于高端车型,随后逐步推广至中低端市场。
比亚迪的“兆瓦闪充”技术不仅是一次技术突破,更可能引发行业补能标准的重塑。
对宁德时代而言,是不是很快就会响应比亚迪的闪充产品,我们拭目以待。
至于比亚迪后续要推出怎样价位的车型,对现有几乎具备同样能力的小米Su7 Ultra车型会造成怎样的冲击,我们也要保持关注。
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