避免受制于人?自研电池整车厂现状盘点-星空体育app下载官网

2024-01-19 00:10:05 作者:

  【太平洋汽车 技术频道】在商言商,对于各家车企来说,追求利润率是无可厚非的事情,而有效提升利润率的方式,首选降低生产成本。在新能源车当中,动力电池是成本大头,在前两年全球动力电池供应紧张和原材料大幅涨价的那段日子里,甚至有车企表示,动力电池成本占到汽车总成本将近60%。虽然去年以来动力电池原材料价格已经明显回落,但动力电池所占成本比例依然较高,对车企来说,自研自产动力电池,理论上既可以进一步降低成本,又可以提升自己在产业链中的话语权,避免受制于人。那么,当初那些选择走自研自产电池路线的整车厂,如今都有哪些落地的成果呢?

面对车企自研电池,“宁王”亚历山大

  成立于2011年的宁德时代,凭借过硬的研发实力和技术储备,逐渐成为具有全球影响力的国产动力电池供应商;而到了2019年,宁德时代的市值已突破万亿,几乎包揽了国内新能源汽车产业的电池供应份额,也牢牢把控着动力电池的定价权和分配权。

  然而最近几年,随着各大整车厂被电池成本压得喘不过气,以及对降本增效的坚定追求,有技术及资金实力的整车厂纷纷开启自研自产动力电池的布局,宁德时代的市场份额逐渐被蚕食。截至2023年,公开数据显示,在汽车动力电池产业中,宁德时代的市场份额为34%,其他电池品牌市场份额分别如下:比亚迪16%、lg 14%、松下8%、sk 5%、三星sdi 5%、其余18%。

自研电池整车厂,绕不开比亚迪

  以电池起家的比亚迪,其实早在1996年便开始布局自研动力电池的生涯路线。彼时的比亚迪,虽然看着像草莽英雄往未知的领域埋头奋进,但是从科技树的发展进程看,尽早布局,坚持下去,就能等到收获红利的那一天。

  2003年,比亚迪电池的出货量已经攀升至全球第一,同年开始布局电动汽车市场,其首款插电式双模电动车在2008年正式上市。直到2017年,比亚迪决定将电池业务拆分出去,独立为“弗迪”品牌,以便更好地推进市场化。而后续的剧情大家也都有所耳闻:比亚迪凭借革命性产品刀片电池,不仅一举扭转磷酸铁锂电池在行业内的局面,而且还带动了磷酸铁锂电池市占率的快速提升,打破三元锂电池的垄断。

  “刀片电池”采用的是ctp(cell to pack)无模组结构设计,省去了中间模组环节,直接将电芯集成为电池包。如果将刀片电池拆解开来,我们可以得到一堆长度1米、10厘米、厚度不到2厘米的电池单体,这些电池单体紧密排在一起,就像“刀片”一样插进电池包,所以才得名刀片电池。

  刀片电池包内部几乎没有横梁或纵梁,薄如刀片的磷酸铁锂电池组合起来就能起到提升电池包整体结构强度的作用。于是,寸土寸金的电池包内部得以安装更多块电池单体,体积利用率得到极大提升,电池包总容量也就提上来了。在采用磷酸铁锂电芯的前提下,刀片电池结构将磷酸铁锂电池的容量和续航水平都拔高到了三元锂电池的同一水平线。

  而在安全方面,磷酸铁锂材料本身具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气难以起火等四大优势,相比三元锂电池来说,安全性无疑更胜一筹。

  如今,弗迪电池的产能已经达到263gwh,在国内动力电池装车量也达到了94.48gwh,占比27.81%;弗迪电池在100%自供比亚迪的同时,还成功开发了、、东风汽车等国内客户,以及、、psa等海外客户。自研自产电池整车厂成功案例模板,非比亚迪莫属,大家都想抄它作业。

极氪007已搭载金砖电池

  金砖电池是极氪正式发布的首款量产800v磷酸铁锂超快充电池,诞生于衢州极电工厂,其最显著的特征就是浑身金灿灿,形似“金砖”。这款电池主要有体积利用率高、充电速度快、安全防护水平高这三大特点。金砖电池已经率先搭载在极氪最新上市的纯电轿车极氪007上。


【极氪007率先搭载金砖电池】

  为了能在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也缩短了157 米,核心零部件数量减少35%,电池质量能量密度也提升了10%以上;而最重要的成果,是使得金砖电池的体积利用率达到了83.7%,位居行业首位。

  得益于极氪自研的全域800v架构,匹配800v极充技术,金砖电池最高充电可达500 kw,最大充电倍率达到4.5c;在10%~80%快充区间内,可以实现充电15分钟续航增加500 km以上。

  而在安全防护层面,金砖电池金灿灿的外观,其实是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%,相当于电芯的“金钟罩”。 金砖电池还将电池包安全措施升级为8项,实现电池包全域安全的实时防护。

  据极氪官方介绍,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,在工艺创新和智慧联动两大方面有突出的表现。

  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%。纯电汽车最昂贵的零部件之一——动力电池的成本,就这样被极氪给降下来了。

埃安实现动力电池自给自足

  2022年8月,成立了因湃电池公司,专注于自主电池产业的发展,项目总投资达到109亿元人民币;2022年12月,因湃电池科技有限公司正式开始建设;2023年9月15日,因湃电池工厂的正极合浆产线顺利完成了首次投料;12月12日,因湃电池智能生态工厂正式竣工投产,也标志着埃安正式掌握了电芯全栈自研自产的能力;而弹匣电池2.0系列的最新也是最重要的产品,p58微晶超能电池也在同一天正式下线。

  以埃安弹匣电池2.0技术为核心的p58微晶超能电池,是在弹匣电池1.0的基础上,新增了超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统等一系列原创安全技术,让其综合热失控管理能力提升了5倍,可抵抗多个电芯同时热失控带来的冲击力。

  除了强悍的防护性能之外,p58微晶超能电池还拥有高能量密度,其中质量能量密度为195wh/kg,体积能量密度为450 wh/l,这个数据甚至比很多三元锂电池密度还高。此外,埃安通过方型叠片、顶盖/极耳直连焊接等优化设计,实现电池内部体积利用率超过90%,最终可使整车续航里程突破700km;同时,这款电池还具备3c快充能力,可实现充电10分钟,续航250km,进一步解决用户的续航焦虑。


【埃安p58微晶超能电芯装包工序演示】

  p58微晶超能电芯实现量产之后,将优先供应给埃安与昊铂两大品牌车型装配使用,后续还会将供应范围扩大到其他品牌车型,实现动力电池自给自足。

蜂巢能源“短刀 飞叠”技术路线

  源自的蜂巢能源,于2018年从汽车的动力电池事业部独立出来,其总部位于常州,拥有盐城、南京、成都、遂宁、上饶、湖州、马鞍山和德国萨尔州等多个生产基地。截至目前,蜂巢能源有效产能已经超过27gwh。

  在刚刚过去的2023年,蜂巢能源正式确定了“短刀 飞叠”技术路线。所谓“短刀”,是相较于比亚迪那种1000mm长度的刀片电芯而言,使用400mm或600mm长度的电芯。相比传统的方型电池,短刀电池优势多多,既能大幅提升电池包空间利用率和能量密度,降低电池内部电阻,又能便于电池的保温和散热,最终实现大幅提升电动车续航里程、提高电池安全性能和使用寿命等目标。

  至于“飞叠”,则是蜂巢能源在2022年发布的第三代电芯高速叠片技术,以0.125s/pcs的叠片速度,实现了与卷绕工艺的效率持平。

  在明确技术路线的加持下,2023年蜂巢能源电池一共搭载了40款在售车型,涵盖、理想、银河、岚图、、哪吒、零跑汽车等主流品牌,总出货量达到13gwh;此外,蜂巢能源已经开始向最近获得生产资质的光束汽车生产的电动版批量供货。

  而根据最新数据显示,2023年蜂巢能源凭借7.18gwh的动力电池装机量位居国内第七;而在2023年12月底,蜂巢能源泰国工厂首款电池包下线,将搭载在长城泰国罗勇工厂生产的车上,预计在今年一季度批量供货,开启出海。

总结

  对于宁德时代这种电池行业巨头来说,整车厂自研电池的局面,对“宁王”的行业地位造成了明显的冲击,也迫使其调整市场策略,主动降低姿态,以寻求与更多整车厂合作的机会;对于自研电池的整车厂来说,最大的好处,就是消除电池供应焦虑,摆脱产业链的制约,避免受制于人。

  相比直接在市面上采购电池,车企若具备自研自产电芯的技术能力,便可结合电池进行整车一体化设计,通过研发、生产制造实力为产品赋能,一款电芯即可覆盖品牌内部所有车型,带来更极致的性能和更优的成本,最大限度提高产品平台化,形成规模效应,提高全产业效率;未来也可以根据开发车型的属性,推出更极致、高品质的电池赋能产品,为用户带来更好的产品体验。(文:太平洋汽车 李喆)

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