2023-12-22 08:40:08 发布人:hao333 阅读( 8121)
作者 / 郑森鸿编辑 / 白雪「一辆纯电汽车连续驾驶 14 个小时」,李斌用一块电池、一次充电实现超过了 1000 公里的行驶成绩。网友评价:「一块电池在冬季跑...
作者 / 郑森鸿
编辑 / 白雪
「一辆纯电汽车连续驾驶 14 个小时」,李斌用一块电池、一次充电实现超过了 1000 公里的行驶成绩。
网友评价:「一块电池在冬季跑 1000 公里并不可怕,可怕的是有一个体力好的 CEO 愿意直播 14 个小时,亲测 150 度电池的实际续航里程。」
这番评价隐含了两层意思:
「不可怕」在于,能超越 1000 公里的车型有极氪 001 的 140 度电池包、广汽埃安 AIONLXPlus 千里版等车型,而 2023 年很有可能迎来 1000 公里续航之战。
「可怕」在于,很难看到有李斌这样的狠人出现。
而在眼下不断内卷的智能电动汽车市场,早就实现了比传统燃油车更高的续航里程:一次充电续航 700 公里是常态,1000 公里也不稀奇。
当「卷参数」渐渐卷到了尽头,产品差异化才是电动汽车市场致胜关键。
蔚来耗时三年自研 150 度电半固态电池包,配合灵活租用的方式,用户既可以获得超 1000 公里的续航里程,又无需全款买下这块大电池,还可以在五分钟内一键满电。
极氪推出了号称「全球首款量产 800V 磷酸铁锂」超快充金砖电池,这是目前国内首款量产超快充磷酸铁锂电池,主打一个成本便宜和超长续航。
以上这些电池共同的特点就是车企自研。
自研电池,意在降本。
作为占电动汽车成本接近 40% 的核心部件,电池就是降本的第一性原理。乘联会数据显示,新能源乘用车市场的平均降价幅度则由 0.56 万元波动上升至 1.19 万元,其中电池降本功不可没。
面对即将向 20 万市场持续厮杀的价格战,怕降本的智能电动车,要做好消失的准备。
而不怕降本的电车,已经准备好了从电芯到电池包自研自产。
01
自研就能告别「电动爹」?
2020 年,比亚迪 Pro EV 超能版的 NEDC 工况最大续航为 520km;
仅 3 年后,极氪 007 最大续航为 870KM,而充满这块大电池不到 30 分钟。
电池续航之所以突飞猛进,是因为车企从堆电池走向了材料创新、结构创新。
过去,大多数汽车品牌采用 1+1 式「堆电池」,这条路线优缺点明显:
优点是一步到位,续航超 600km 就能直接超越油车;
缺点是与续航息息相关的电池能量密度没变化,且充电速度慢、购车成本高。
在这样的背景下,坚持自研电池的车企开始将突破口转向材料和结构创新。
蔚来千里续航属于材料创新,通过固态电解质等新型材料的商业化应用,从电芯根源让续航里程变得更长。
比亚迪刀片电池、宁德时代麒麟电池、特斯拉 4680 电池、极氪金砖电池则是结构创新,本质上都是改变电芯或者电池包结构,提升体积空间利用率和续航里程。
比如极氪金砖电池,采用的是一体化液冷托盘和电芯、上盖、底板的「紧凑三明治结构」,同时电芯之间的热阻隔材料使用航空级超薄材料。
电池降价怎么降?第一步:精简材料。
仅电池包中,除了电池模组,还有上壳体、下壳体、电芯控制器、电池控制器等等,但这些内部结构还可以有精简的空间。
比如通过电池包内部结构优化,金砖电池核心零部件数量减少 35%,采样线束单线总长减少 157 米,生产效率提升 40%,整个电池的质量能量密度提升超过 10%。
拿 4680 电池、普通磷酸铁锂电池、三元锂电池的体积利用率作为对比,三者的数据分别为 63%、66%、72%,而金砖电池的利用率达到了 83.7%,这是目前全球量产体积利用率最高的动力电池。
简单理解,金砖电池不仅在同样空间下提供更多电量,还降低了电池成本——单 kWh 成本降低 14.8%。
一个最直观的结果是:同级竞品高配的续航,极氪 007 卖出入门版的价格。
第二步:以更低价格的磷酸铁锂,实现更快的充电速度。
在电芯材料上,金砖电池的正极材料引入纳米级磷酸铁锂颗粒,配合复合导电剂增强反应活性,加快锂离子在正负极之间的运动,提升充放电速度。
这点和宁德时代的神行电池有相似之处。其电芯材料同样从三元锂变成磷酸铁锂,并且用各种方法降低电化学反应中的「阻碍」,使电能充入和放电都更加高效,实现比传统磷酸铁锂电池更快的补能速度。
拉一组数据对比:
搭载 75.6 kWh 金砖电池包的极氪 007,4.5C 的充电倍率可实现充电 15 分钟补能 500km;
同样是 800V 平台的小鹏 G9 和智界 S7,同一组数据的成绩分别是 399km 和 352.5km。
针对 800V 高压快充,行业的普遍做法是从整车电气架构 + 补能端的逻辑升级高压产品,电池依然走供应商路线。
这也意味着:要充电快、续航里程高、性能好,就不可能价格低。
相比之下,极氪从整车电气架构到电池包、再到补能端,几乎从车辆的最底层到终端全部重新适配 800V 高压平台,直接一步到位,无需增加其他环节的研发成本和零部件。
总体来说,低成本、长续航和高性能的上限,是极氪金砖电池的技术底色,也是极氪区别于其他部署 800V 玩家的核心。
02
磷酸铁锂,电动汽车降本的「秘方」
如果塑造高端,贵的当然有贵的价值——蔚来的 150 kWh 半固态电池能不充电、不换电跑 1044 公里,但成本达到 30 万元。
半固态电池将部分液态电解质用固态材料取代;而液态电池在成本上极具优势。报道显示,石墨半固态电池成本是现有液态电池的两倍。
但面对一个更为广阔的中高端市场,需要有一款成本低、效果好的电池。
此时大多数的厂商都选择了液态电池,接下来价格的比拼还要再下沉一个级别:比如液态电池中最为关键的正极材料——选择三元锂还是磷酸铁锂。
尽管三元锂具备较高的放电容量和较低的内阻,更适合快充。但极氪仍然选择了磷酸铁锂。
极氪 CEO 安聪慧的解释是,极氪主要聚焦于磷酸铁锂短刀型电池路线,这是目前的主流和趋势,现在还没有考虑三元锂方案。
这背后更深的原因是三元锂电池成本太高。
在降本增效大环境下,车企只有榨干材料端的利润空间,才不惧怕打价格战。
「面对价格战,极氪就是忍一下,而别人则是在流血。」极氪汽车副总裁朱凌表示。
据了解,车企磷酸铁锂电池系统采购成本约 0.8 元/Wh,三元 NCM523 电池则为 1 元/Wh。
公开资料显示,磷酸铁锂电池比三元锂电池成本节省约 15%,换算成电动汽车上普遍搭载的 75KWh 电池包,磷酸铁锂电池可为每辆车省下约 11777 元的成本。
显然,磷酸铁锂在低成本、结构创新和能量密度方面与三元锂的差距不断收窄。
当三元锂的性能无法取得绝对性优势,而磷酸铁锂电池却能轻易实现约 15% 的成本优势时,绝大多数车企会把票投给磷酸铁锂,成为性价比的忠实信徒。
另一方面,磷酸铁锂在安全性上更胜一筹,这意味着在电池结构上有更多做「减法」的可能性。
比亚迪的刀片电池就是把电池包内体积利用率提高了 50%,放入更多电芯,在占用空间不变的前提下尽可能的提升了能量密度,使用寿命也更长。
这并非磷酸铁锂首次成为行业的焦点。
过去两年,磷酸铁锂曾经历过两个高光时刻。
一是比亚迪刀片电池扭转了磷酸铁锂与三元锂电池的市占率格局。
比亚迪一直专注于磷酸铁锂的结构性创新,通过刀片式结构对磷酸铁锂电池进行彻底的变革,最终让全产业重新找到方向,刀片电池的生产成本相对普通磷酸铁锂电池降低了 30%。
二是宁德时代发布全球首款磷酸铁锂 4C 超充神行电池,实现「充电 10 分钟、续航 400 公里」的超快充,并达到 700 公里以上的续航里程。
凭借这款拳头产品,宁德时代的订单拿到手软,阿维塔、奇瑞、长安、极氪和哪吒都是神行电池首批客户。
但还没等神行电池量产上车,极氪金砖电池先以 4.5C 的充电倍率,取代宁德时代全球首款磷酸铁锂 4C 电池,成为全球充电最快的磷酸铁锂电池。
一边是激烈的价格战,一边是居高不下的成本,磷酸铁锂成为了车企降价的资本。
03
内卷极致:为省 4%,宁建一座厂
车企有自研自产电池的必要吗?
动力电池厂商觉得没必要,车企觉得有必要。
SNE Research 数据显示,宁德时代、比亚迪、中创新航、亿纬锂能和国轩高科分别以 43.41%、29.86%、8.26%、4.35% 和 3.98% 的市场占比,位列今年上半年国内动力电池装机量 Top5,几乎占据了整个新能源汽车领域接近 90% 的电池市场。
随着市场份额的逐渐上涨,电池厂商们今年上半年的营收、净利润普遍都大幅增长,比如榜首的宁德时代在上半年实现营业收入 1892 亿元,同比增加 67.52%;净利润 207 亿元,同比增加 153.64%。
但当电池厂商占据绝对话语权时,车企在定价权和供应优先级上会越来越弱。
这也是为什么车企们纷纷收购电池企业股份、搭建团队自研自产电池:
蔚来认为自研电池无法在 3 年内改变公司毛利率,但依然坚持自研电芯和 Pack;
广汽埃安旗下因湃电池工厂近期竣工投产,P58 微晶超能电芯正式下线;
长城力挺旗下蜂巢能源;
上汽扶持瑞浦兰钧…
电池就是车企命门。
首先整车成本中占比颇高,其次还与续航、充电速度等核心体验相关。
从成本角度看,动力电池占到整车成本的 40% ~ 60%,没有一家车企甘愿沦为电池厂商「打工仔」。
据麦肯锡估算,车企自己生产电池 PACK 和电池模组都能创造不错的经济效益,前者大约能节省 3% 的成本,后者则能节省 1% 的成本。
李斌曾在内部会议上分享过,如果按照电池 20% 的毛利率计算,自己造电池将增加 8% 毛利率,加上自研芯片,毛利率能多出 10%。
如果聚焦到电池包单度电的成本,极氪金砖电池每度电可以降低 14.8%。
以当下磷酸铁锂电池包每瓦时 0.7 元为例,相当于电池包每度电的价格是 700 元,换算成极氪 007 搭载的 75KWh 的电池包,金砖电池可为 007 每辆车节省约 7000 元左右的成本。
电池电芯自研自产的红利,比亚迪最有发言权。
在愈发激烈的价格战下,比亚迪不断通过新款车型压低整车价格,而毛利率却在持续新高。
这背后的核心原因是比亚迪在电池上实现了自研自产,实现整车最大效率优化。官方数据显示,比亚迪动力电池业务中约 95.3% 的份额来自内部的自供车型。
如今的比亚迪,已是历史最好的时期,今年三季度 22.12% 的毛利率超过了同期的特斯拉。
在汽车价格战以及插电混动汽车热销的背景下,压榨动力电池的成本空间,逐渐成为车企在消费端发起价格战的「热兵器」。
内卷的极致无非是,为节省 4% 整车成本,车企宁建一座厂。
这看似荒诞,但长期来看,随着头部新势力品牌销量持续突破,规模化效应将逐渐打开。
至少,以极氪、蔚来为代表的汽车品牌,以及未来更多头部玩家可能考虑自研自产动力电池满足降本需求。
而在疯狂内卷的价格战之下,怕降本的电动汽车品牌,会变得更加被动,甚至站在淘汰的边缘。
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