Desarrollo de baterías de carga superrápida para vehículos eléctricos
En general, la tasa de penetración de vehículos eléctricos en el mercado minorista chino ha aumentado gradualmente y se ha mantenido por encima de 30% durante siete meses consecutivos. En cuanto a la tasa de crecimiento, el ritmo de penetración de los vehículos eléctricos se ha ralentizado gradualmente, y la demanda del mercado descendente se ha debilitado.
Esto significa que, para que toda la industria pueda seguir satisfaciendo la demanda del mercado y ampliar su cuota de mercado, es necesario mejorar el rendimiento de los vehículos y reducir los costes.
Entre ellos, la batería de alimentación es el sistema más importante del vehículo, ya que representa entre 301 y 40% del coste del vehículo. Sus innovaciones y avances en tecnología y productos desempeñan un papel vital en el vehículo.
Situación actual del mercado de baterías de carga superrápida
A juzgar por la historia general del desarrollo del lado de las baterías, las baterías eléctricas han resuelto básicamente los problemas de rendimiento de seguridad, y su autonomía ha superado generalmente los 600 kilómetros, e incluso puede superar los 1.000 kilómetros, resolviendo gradualmente la ansiedad por la duración de las baterías.
Por lo tanto, puede acabar eficazmente con la ansiedad de autonomía del terminal y la ansiedad de reposición de energía, y acortar aún más el tiempo de carga, que se ha convertido en una dimensión importante para aumentar la tasa de penetración de la electrificación. La carga rápida se ha convertido en un escenario técnico para que muchas empresas aumenten su distribución.
En la actualidad, la tecnología de recarga rápida de vehículos eléctricos ha entrado en la fase de feroz competencia de mercado y popularización de infraestructuras. Los miembros de 10 principales fabricantes de baterías de iones de litio en China como CATL, SVOLT y EVE han lanzado soluciones de baterías de carga rápida.
El despliegue acelerado de las empresas de baterías en el campo de las baterías de carga rápida impulsará la producción en masa y el proceso de comercialización de las baterías de carga rápida.
La tendencia de las baterías de carga superrápida
Dado que la tecnología de carga rápida se ha convertido en uno de los avances para resolver el problema de la carga cómoda de los vehículos eléctricos, las empresas de baterías han aumentado su despliegue, lo que también ha promovido las continuas actualizaciones iterativas de los productos de tecnología de baterías de carga rápida.
En la actualidad, las baterías de carga rápida presentan principalmente tres grandes tendencias en términos de rendimiento del producto, trayectoria técnica y disposición del mercado.
En primer lugar, para resolver la ansiedad de reposición de energía de la demanda terminal, muchas empresas de baterías han aumentado la velocidad de carga para reducir el tiempo de carga.
A juzgar por la disposición de los productos de las empresas de baterías, la carga rápida 4C+ puede convertirse en la vía dominante en el futuro.
A principios de 2021, las baterías de carga rápida han entrado en una fase de madurez tecnológica, y las empresas de baterías aumentan constantemente sus ratios de capacidad para aprovechar las oportunidades del mercado.
Anteriormente, CATL lanzó la batería CTP3.0 Kirin en junio de 2022, que tiene capacidades de carga rápida de 4C. Recientemente, CATL anunció que está equipada con el modelo ideal MEGA, que ya cuenta con capacidades de carga de 5C.
Además, CALB, SVOLT, Great Bay Technology, etc. también han anunciado que sus productos pasan de 4C a 6C. La "Phoenix Battery" lanzada por Great Bay Technology puede incluso alcanzar la carga ultrarrápida más rápida de 8C.
El aumento de la velocidad de carga impone mayores exigencias a la resistencia interna del núcleo de la batería y al sistema de gestión térmica de la misma.
Por un lado, cuanto menor sea la resistencia interna, mejor, lo que puede reducir el calentamiento del núcleo de la batería; por otro, el sistema de gestión térmica de la batería debe ser especialmente excelente para maximizar la capacidad de disipación del calor.
Por lo tanto, para aumentar la tasa de carga de batería de carga rápida Al tiempo que garantizan la seguridad de las baterías, varias empresas de baterías de potencia también están "flexionando sus músculos" en torno a la innovación de materiales y la gestión térmica de todo el paquete.
En segundo lugar, a medida que las empresas de baterías sigan mejorando su tecnología y las iteraciones de sus productos, las baterías de carga rápida estarán disponibles en más modelos de distintos tipos y precios.
Aunque muchas empresas están promocionando actualmente las baterías de carga superrápida, bajo la presión de los costes, la carga superrápida es adecuada para vehículos de gama media-alta con un precio superior a 250.000 RMB.
La progresiva "subida" de las baterías de hierro-litio de carga rápida y la reducción de su coste permitirán utilizarlas en modelos de menor precio.
En agosto, CATL lanzó la primera batería supercargable de litio hierro fosfato 4C del mundo: la batería Shenxing, que puede lograr "10 minutos de carga y una autonomía de 400 kilómetros", superando el límite de carga rápida a baja temperatura.
Cabe mencionar que Shenxing Battery es diferente de la batería Kirin (sobrecarga) lanzada anteriormente por CATL. Shenxing Battery se centra en el mercado económico y en el futuro abarcará principalmente modelos eléctricos puros de 150.000-300.000 RMB. Esto puede hacer que el precio de los modelos de carga rápida "baje".
Además del CATL, uno de los miembros de top 10 fabricantes de baterías de litio hierro fosfato en China, Gotion High-tech también han lanzado baterías de carga rápida que incluyen tecnología de hierro-litio.
Las baterías de carga rápida suministradas anteriormente por CALB a Xpeng G6 son una nueva generación de baterías de hierro-litio y níquel medio de alto voltaje. batería ternaria de litio desarrollado sobre la base de la plataforma de alta tensión de 800 V. 
La batería Dragon Scale de SVOLT es compatible con soluciones de sistemas químicos completos como hierro-litio, ternario y sin cobalto, con una autonomía de crucero de hasta 1000+KM, cubriendo sistemas de carga rápida de 1,6C-6C.
La célula de la batería Gotion Hi-Tech L600 Qichen adopta la ruta de la tecnología de litio hierro fosfato de manganeso con una capacidad de 223Ah, que puede alcanzar una densidad de energía de masa de 240Wh/kg y lograr una carga rápida en 18 minutos.
En tercer lugar, a medida que tanto el mercado de vehículos eléctricos como el de baterías eléctricas entran en una fase de intensa competencia, se acelera la producción en masa y la instalación en vehículos de baterías de carga rápida.
Desde 2023, la solución de carga superrápida de "carga en 5 minutos y autonomía de 200 km" se ha instalado de forma intensiva en los vehículos. Por un lado, los nuevos fabricantes de automóviles han introducido la carga rápida como equipamiento de serie en sus modelos.
Por ejemplo, NIO, que es una empresa automovilística centrada en cambio de batería, su modelo de 800V de ES6 sólo necesita 12 minutos para cargar 10%-80% SOC y se entregará el 25 de mayo; MEGA también se lanzará oficialmente en diciembre de este año, y empezará a mostrar coches en las tiendas en enero del año que viene, y empezará a entregarlos a los usuarios en febrero del año que viene.
Por otro lado, las baterías de carga rápida de algunas empresas están a punto de entrar en la producción en masa. Por ejemplo, la batería supercargable Shenxing de CATL completará la producción en masa a finales de este año;
La gran batería cilíndrica 4695 de EVE se fabricará en serie y se entregará en el tercer trimestre de este año. Utiliza un núcleo de carga rápida de 3-4C y tecnología de refrigeración líquida de gran superficie para soportar una carga ultrarrápida.
Posibilidad de generalizar la carga superrápida
Aunque la tecnología del lado de la batería ha madurado, la promoción y aplicación de las baterías de carga rápida sigue requiriendo la cooperación de vehículos, baterías y pilas de carga.
Como proyecto sistemático de gran complejidad, la carga rápida requiere nuevos ajustes desde los tres niveles de electricidad hasta la pila de carga y los niveles de la red eléctrica.
Desde la perspectiva de las empresas automovilísticas, muchas compañías han lanzado sucesivamente una arquitectura eléctrica de alta tensión de 800 V y una carga superrápida de más de 450 kW. La batería de carga rápida en el marco de esta solución se considera una de las mejores soluciones para la reposición de energía.
En la actualidad, muchas de las principales empresas automovilísticas chinas, como Tesla, Xpeng, NIO, Ideal, BAIC Jihu, Changan Avita y BYD, han lanzado o tienen previsto lanzar plataformas de alto voltaje de 800 V y modelos equipados.
Entre los proveedores de soluciones de baterías que se adaptan a la plataforma de alto voltaje de 800 V, CATL, CALB, BYD, EVE, Gotion Hi-Tech, etc. ofrecen todos los productos correspondientes.
Sin embargo, la solución de la plataforma de alta tensión de 800 V requiere que las empresas automovilísticas y las compañías eléctricas y electrónicas mejoren sistemáticamente las celdas y los sistemas de las baterías, los niveles de aislamiento y resistencia a la tensión de diversos componentes de alta tensión, y las capacidades de conducción de corriente y resistencia a altas temperaturas de las barras de cobre.
Limitada por la tecnología, el coste y la construcción de redes de sobrecarga y otras dificultades, la popularización a gran escala de la carga rápida de alto voltaje de 800 V aún tardará mucho tiempo.
Conclusión
Según estadísticas incompletas, actualmente sólo unas 3% de vehículos eléctricos están equipados con una plataforma de alto voltaje de 800V, y los precios de los vehículos superan los 250.000 RMB. Esto significa que muchos OEM siguen utilizando la arquitectura de plataforma de 400 voltios de media y baja tensión.
Además de las empresas automovilísticas, el apoyo a las superpilas de carga es también un problema importante para realizar la carga rápida. En la actualidad, solo hay unas pocas pilas de carga en el mercado que realmente puedan lograr la sobrecarga, y la potencia de carga principal sigue siendo de 120/180 kW, lo que sigue siendo demasiado poco.
Aunque algunas empresas como Huawei y VMware han lanzado productos aptos para alta tensión de 800 V, bajo la premisa de que los coches con plataforma de alta tensión de 800 V aún no se han convertido en configuraciones de uso generalizado.
El sector de los pilotes de sobrecarga se encuentra aún en la fase de pasar de estar impulsado por la política a estar impulsado por el mercado, la construcción y el coste de explotación de los pilotes de sobrecarga es también la razón por la que muchas empresas se sienten "intimidadas".
Se puede ver que en el futuro, para las empresas de baterías, cómo vincularse con las empresas de automóviles y las empresas de pilas de carga para lograr la reducción universal de costes de la tecnología de carga rápida se convertirá en el foco de la competencia y la dirección de desarrollo de la vía de carga rápida.
