純電5C超充剛開(kāi)始大規(guī)模量產(chǎn)，然而HEV電池早已實(shí)現(xiàn)50C

隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，補(bǔ)能作為電動(dòng)汽車(chē)的最大缺點(diǎn)之一，如今也隨著快充技術(shù)的發(fā)展逐漸改善，充電樁功率越來(lái)越大，充電速度越來(lái)越快。在很多電動(dòng)汽車(chē)的宣傳中我們可以看到，比如4C充電的電池、5C電池等。這里的C是代表電池充放電倍率，放電倍率=充放電電流/額定容量。

在充電過(guò)程中，比如1C電池就意味著一小時(shí)內(nèi)可以將電池充滿(mǎn)，5C電池則是只要1/5個(gè)小時(shí)，也就是12分鐘就可以將電池充滿(mǎn)。而放電倍率方面，由于純電車(chē)型電池包額定容量較大，主流在50kWh到100kWh之間，而常見(jiàn)的電驅(qū)功率一般在150kW到300kW，所以實(shí)際上對(duì)于純電車(chē)型的電池包而言，放電倍率需求并不高。一般的純電汽車(chē)電池放電倍率小于3C，高性能的車(chē)型也僅在6C左右。

不過(guò)這種情況在PHEV（插電混動(dòng)）、REEV（增程式）以及HEV（混合動(dòng)力）等車(chē)型上就不同了，電池包的額定容量較小，導(dǎo)致這些電池包的各項(xiàng)要求都有所差異，比如一些HEV用電池放電倍率可以高達(dá)50C。下面我們就來(lái)看看各類(lèi)新能源汽車(chē)的電池包性能指標(biāo)要求的差異。

電池包性能指標(biāo)的取舍

一般來(lái)看電池包的性能指標(biāo)可以分成6個(gè)部分，包括能量密度、容量大小、充電倍率、放電倍率、功率密度、循環(huán)壽命。

電池的能量密度電池的能量密度受電池化學(xué)體系的限制，正負(fù)極材料的容量和工作電壓是關(guān)鍵因素。提高能量密度可以通過(guò)采用高容量的正極材料如高鎳三元材料（NCM）和富鋰正極，以及高容量的負(fù)極材料如硅碳復(fù)合材料或鋰金屬負(fù)極。此外，采用原位固態(tài)化技術(shù)、超薄固體電解質(zhì)包覆的正極材料、固體電解質(zhì)涂覆隔膜等關(guān)鍵技術(shù)也能顯著提升電池的能量密度。

不過(guò)，充電倍率于電池能量密度往往只能二選一，這是源于電池設(shè)計(jì)和材料選擇上的一些權(quán)衡。在高能量密度的電池中，比如使用NCM和富鋰正極材料時(shí)，可能在高倍率充放電時(shí)的離子擴(kuò)散速率和電子導(dǎo)電性方面存在限制，從而影響其在高倍率條件下的性能。

而為了實(shí)現(xiàn)高能量密度，電芯在設(shè)計(jì)上可能采用較厚的電極，這有助于增加存儲(chǔ)的電量。但較厚的電極會(huì)增加鋰離子在電極內(nèi)部的傳輸距離，降低其在高倍率充放電時(shí)的傳輸速率，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高的充放電倍率。

另外，循環(huán)壽命也是限制目前高能量密度電池實(shí)現(xiàn)高充放電倍率的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。首先電芯內(nèi)部有內(nèi)阻，在電池包額定電壓一定時(shí)，要提高充電倍率就需要增大充電電流，那么這就意味著快充就會(huì)使得電芯內(nèi)部產(chǎn)生更多的熱量。同時(shí)在快充過(guò)程中，可能出現(xiàn)負(fù)極材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)力累積和損傷、析出鋰枝晶等造成安全隱患。

所以實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需求，會(huì)對(duì)電池的各項(xiàng)性能指標(biāo)有所取舍，這也包括在PHEV、REEV、HEV、EV等各類(lèi)車(chē)型中。

純電、混合動(dòng)力車(chē)型對(duì)電池性能的要求差異

對(duì)于純電車(chē)型來(lái)說(shuō)，今年的主流車(chē)型來(lái)看，電池的充電倍率在1.5C到3C之間。一些主打快充的車(chē)型，比如理想MEGA、嵐圖知音、極氪007/001等最高已經(jīng)實(shí)現(xiàn)5.5C的充電倍率。放電倍率則一般在6C內(nèi)，普遍在2C到3C之間，一些功率極大的車(chē)型，比如極氪001FR、仰望U9等車(chē)型的電池放電倍率則可以超過(guò)10C。

相比于PHEV、REEV、HEV等，EV純電車(chē)型的電池容量往往是最大的，因此較為注重能量密度和成本。電池容量大，因此對(duì)于EV車(chē)型來(lái)說(shuō)，電池壽命的計(jì)算方式又不只是看循環(huán)次數(shù)了。比如兩款車(chē)型，一款電池循環(huán)壽命較低，但容量較大，能量密度高，每次充滿(mǎn)電可以行走的里程較長(zhǎng)；那么相比于搭載循環(huán)壽命較長(zhǎng)，但容量較小，能量密度低的電池，兩款車(chē)型實(shí)際在使用壽命中行駛的總里程可能相當(dāng)。

REEV由于本質(zhì)上是在EV的基礎(chǔ)上增加了增程器，相當(dāng)于在EV上增加了一個(gè)由燃油驅(qū)動(dòng)的“充電寶”，所以電池與EV類(lèi)似，只是為了成本和整車(chē)重量考慮，相對(duì)容量會(huì)較小。

PHEV是插電混合動(dòng)力汽車(chē)，即是可以由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，也可以由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還可以進(jìn)行充電，綜合了電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩種驅(qū)動(dòng)形式。PHEV一般會(huì)使用功率密度更高的電池包，即充放電倍率相比EV車(chē)型都更高，同時(shí)電池容量也要更小，一般提供100km以?xún)?nèi)的純電續(xù)航里程，不過(guò)隨著市場(chǎng)發(fā)展，PHEV的電池包容量也越來(lái)越大，甚至可以提供200km以上的純電續(xù)航里程。

與EV和REEV相比，PHEV由于電池包容量較小，但又需要在電動(dòng)模式下快速釋放能量，并且在制動(dòng)時(shí)能夠快速充電實(shí)現(xiàn)動(dòng)能回收。這要求PHEV電池在設(shè)計(jì)上能夠承受較大的充放電電流，有較高的充放電倍率。

另一方面，因?yàn)殡姵厝萘枯^小，自然充電的次數(shù)也會(huì)更頻繁，因此要求循環(huán)壽命也要更高。比如蜂巢能源去年推出的一款短刀電池，脈沖放電倍率高達(dá)15C，循環(huán)壽命超過(guò)3000次。

HEV則是更為傳統(tǒng)的模式，即以?xún)?nèi)燃機(jī)為主，電為輔，主要是通過(guò)動(dòng)能回收以及內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)等來(lái)為電池充電，在起步等低速場(chǎng)景使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無(wú)法通過(guò)外部充電樁等為電池進(jìn)行充電，同時(shí)HEV電池容量相比PHEV更小，一般小于2kWh，一些HEV車(chē)型甚至只有0.7kWh。

極小的電池容量，但是要承受高的動(dòng)能回收充電和電機(jī)使用的功率，這就意味著要有極高的充放電倍率，且有極高的循環(huán)壽命。比如捷威動(dòng)力的HEV電芯可以實(shí)現(xiàn)4萬(wàn)次循環(huán)壽命，50C的持續(xù)放電倍率；星川科技甚至推出了放電倍率達(dá)到135C的HEV電池，循環(huán)壽命達(dá)到30000次以上。