【汽车人】电池组装技术竞争价值链上移

发布时间:2022-09-07 04:37:43来源:八戒体育在线app作者:八戒体育全站网页版

  电池组装技术的发展,导致电池包及其附件生产,正从主机厂向电池供应商转移。

  业内正在认识到,电动车时代和以往的传统汽车,虽然看上去长得差不多,都有4个轮子,但其实是不同的两个物种。

  前者的技术迭代速度、竞争烈度,都上了一个新台阶。单是电池的CTP技术,33个月迭代了三代(也有说3.5代)。我们无法想象,燃油发动机技术能在这么短的时间里哪怕更新一代。

  这场由宁德时代发动的竞争(2019年9月,全球首款CTP电池包在宁德时代下线),时隔两年多以后,仍然由其挑起新的竞争热点。

  6月23日,宁德时代正式发布麒麟电池。这几年,各个大厂在电池名字上也要卷得飞起,何况集成化方案。宁德时代称新方案为CTP3.0技术,隐隐有掌控技术标准、为CTP技术“断代”之意。

  电池集成化发展到今天,新概念层出不穷。CTP之后,还有CTC、CTB,只要有一点创新,都想争个命名权。

  CTP概念由宁德时代提出,即“Cell To Pack”(电芯到电池包),省略了模组包装,直接把德国人(准确地说是VDA)发明的355、390、590模组甩到上一代的历史里面。

  CTP的好处明摆着,空间利用率上去了,PACK(电池包)重量减轻,随之带来的是能密提升、成本下降。在单体能密陷入瓶颈的时候,在结构创新上做文章,是个出路。

  当然,有人觉得电化学创新更显水平,机械结构创新含金量不足。10年来,电池单体能密翻了一倍,但当前的电化学工程学和材料科学,确实有点跟不上的趋势,步子越来越小。

  CTC即“Cell To Chassis”(电芯到底盘),由特斯拉率先提出。看名字就知道,这属于整车技术的一部分,即将电芯集成在车辆底盘上,连PACK上盖都省了。乘客们坐在车里脚踩的,既是车厢地板,也是电池包顶盖。CTC比较适合圆柱电池集成。

  CTB也是整车技术,即“Cell To Body”(电芯到车身),由比亚迪提出。比亚迪兼具电池供应商和主机厂双重身份,利用刀片电池又长又薄的特点,做成“三明治”(托盘-电芯-上盖,两两之间夹气凝胶)。如此,电池包已经不完整了,不再能称其为电池包。

  看上去,CTC和CTB是一回事,都是取消PACK上盖。但是,CTC仍然把电池包作为单独的保护体,而CTB更深地融入车身,电池结构强度,更多仰仗底盘和车身结构。CTC和CTB都是整车技术的一部分。

  由此,电池组装技术的代际划分,呼之欲出。从主机厂的视角,VDA提倡的标准模组技术为一代技术,CTP为二代,各种CTC、CTB等均为三代技术。

  按照宁德时代的想法,CTP技术自身,就可以分第一代CTP(取消模组侧板和紧固件焊接工序)、第二代CTP(BMS集成化、去除端板),以及第三代CTP,即尚未公布的麒麟电池。

  目前,麒麟电池方案还未有完整的资料,很可能也是去除箱体内纵梁和横梁,10列LFP方形电池,每两列之间都夹水冷板,电芯之间不直接接触,降低热失控概率。

  当前标准方案,整包电池直接做到底盘上,电压为384V。如果主机厂要求800V快充,还可以调整为18列、电芯变薄,相应增加水冷板,满足4C快充的散热需求。可以说,麒麟的发布,让宁德时代在800V快充指标上,追上了比亚迪的短刀方案。

  宁德时代称,如果采用LFP,LFP版麒麟可以将整组电池做到160Wh/kg;如果用三元,可以做到250Wh/kg。相比2.0代CTP,电量提升13%,减重10%,关键是成组率(即空间利用率)达到惊人的87.7%,几乎所有的空间都利用起来了。

  当初,一代CTP相对有模组的设计,成组率骤然提升50%。麒麟之后,成组率继续提升空间已经不大了。

  而圆柱形的4680做成CTC,无论如何设计,成组率都很难超过70%。圆柱形电芯空间利用率本来就无法追上方壳,这下子差距更大了。

  虽然称呼各异,但蜂巢能源-长城汽车的大禹电池、广汽埃安的弹匣电池、上汽刚发布的魔方电池、比亚迪的刀片CTB技术,以及特斯拉、零跑的CTC技术,都可以归结为电池-底盘一体化技术。与CTP技术相比,它们基本上由主机厂拉动。

  2021年,是CTX(CTP、CTC、CTB)技术大规模上车的一年。宁德时代CTP的用户包括特斯拉Model 3/Y、小鹏P7/G3、蔚来ES6/ET7、荣威RES33及哪吒等多款车型。

  特斯拉上海2021年交付了41万辆Model3/Y。宁德时代CTP电池包占据国产Model 3超过八成,在Model Y上加速渗透。

  比亚迪则全系搭载刀片电池。2021年60万辆产品中,CTC占比不高。不过,2022年已经计划推出不下20款新车,诸如汉DM-i、秦Plus DM-i、宋MAX DM-i等PHEV版本,都部署了CTC。

  蜂巢的大禹电池(短刀),其实也是某种CTP,率先应用在欧拉车型上。跟进的电池供应商还有远景、捷威等二三线供应商。两者都是软包+CTP。不过,软包CTP量产都是未来时。

  由此可以看出,宁德时代的CTP已成气候,主机厂安排上车种类和数量最多,其它电池供应商也有跟进。而合资车企中的南北大众,以及海外的大众汽车、宝马、奔驰、PSA、雷诺-日产、现代等,都是宁德时代的客户,它们虽然愿意在入门级别上采用LFP,但甚少直接用CTP。

  而同为巨头或者潜在巨头的比亚迪、蜂巢,暂时没有其它友商愿意跟进,只有自家主机厂采用。不过,比亚迪今年销量暴增,很可能出现凭借一己之力,让CTB与宁德时代的CTP分庭抗礼的局面。

  2021年以来的原材料上涨,LFP+CTX能尽量摊低成本,为CTP加速渗透起到推动作用。比亚迪的CTB和宁德时代的CTP技术,在2021年新能源销量TOP 10中渗透了四成,今年的比例还将上升。

  如此,虽然宁德时代首发了CTP,但弗迪-比亚迪、蜂巢-长城的崛起,再加上特斯拉、零跑等积极推动,局面变成巨头供应商,与供应商-主机厂联合体之间的竞争。

  宁德时代虽然拥有众多客户,但特斯拉一直是特殊的大客户。一方面,是特斯拉订单大,绝少砍单;另一方面,特斯拉基于其新势力旗手地位,其技术应用和供应商选用,都具有一定示范效应。

  最近比亚迪高管再次声称,可能将向特斯拉供应刀片电池,随后悄然撤回了此说法,但是宁德时代仍然很有危机感。

  当前在特斯拉中国的电池供应序列当中,宁德时代占据70%的订单,LG新能源占据30%。如果弗迪(比亚迪)加进来,很可能抢宁德时代的订单,而非LG的。

  另外,比亚迪很可能将向特斯拉兜售CTB技术,因为特斯拉缺乏方形电池的使用经验。比起订单被撬,技术扩张受阻、技术话语权被挤占,将是更糟糕的前景,宁德时代必须更主动出击。

  由此,宁德时代加紧CTP技术更新的举动,就很容易理解了。这其实也是供应商与主机厂技术主动权的竞争。虽然两者都谋求尽量将更多产值留在自己手里,但电池组装技术的发展,导致电池包及其附件生产,正从主机厂向电池供应商转移。

  即便电池占据了整车价值的35%-40%,但电动车价值链仍在上移,这是主机厂不愿意看到的。【版权声明】本文系汽车人传媒原创稿件,未经授权不得转载。

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