动力电池规格标准化趋势正日益清晰。
作为大圆柱电池的拥趸,宝马集团与特斯拉都坚定看好大圆柱(以直径46mm为主)电池在电动汽车领域的应用前景。
为此,2022年,宝马集团分别与亿纬锂能、宁德时代、远景动力等全球头部电池企业签订了数十甚至上百GWh的大圆柱电池长期订单。这些电池以46mm直径为基础,主要有4695和46120两种规格尺寸。
宝马押注大圆柱电池,主要是其技术团队经过反复验证和测算,认为全新的圆柱电池续航里程、充电速度、制造成本、兼容性和安全方面都有明显优势,是未来潜在主流动力电池技术路线之一。
然而,这并非说明宝马集团不再看好别的电池技术路线,尤其是当前占据装机主力的方形电池,宝马依然看好,但“它需要一个好的、标准化的尺寸”来满足纯电动汽车平台数百万辆乃至千万辆级别的汽车配套需求,这就需要方形电池要有独特的爆款“大单品”。
近日,国内一家新媒体的一则消息,似乎表明宝马集团在方形电池标准化产品方面,找到了自己的答案。
据报道,德国宝马集团年初对外招标的约160GWh电池订单于近日浮出水面。其中,蜂巢能源已经获得宝马欧洲区近90GWh的产能订单,中国市场近70GWh订单的产品将由宁德时代和亿纬锂能提供。
该报道称,蜂巢能源初期将为宝马规划两条电芯产线,以及配套的模组与PACK产线,“所供给的电芯类型是蜂巢能源主打的大单品——短刀电芯。”
报道还称,短刀电芯将采取CTP的方式直接应用到宝马新一代平台的纯电车型上。
对此,蜂巢能源向电池中国表示,公司的确获得了欧洲某OEM厂商的大额订单,但是由于保密协议的约定,无法透露和证实相关的信息。
作为全球主流车企,宝马集团与大众汽车一样,在转型电动化上一直在寻找“标准化”的电池,希望通过标准化电芯满足本公司各电动车型平台,从而降低研发成本,快速推出高性能车型,满足数以千万辆的整车制造规模。
2021年3月,在大众汽车首届Power day上,大众汽车就宣布将推出“标准电芯”,以支撑其电动化战略。随后,国轩高科、Northvolt等几家企业获得其标准电芯定点。
知情人士透露,参与宝马集团160GWh电池订单竞争的企业,包括多家以方形电池见长的头部电池企业,但上述报道表明,最终宝马集团将90GWh电池订单,给予了以短刀电芯见长的蜂巢能源(未经企业证实)。这或将意味着宝马集团在方形电芯标准化上,找到了其认为的最优解。
01
方形电池“短刀化”趋势明显
据电池中国了解,短刀电池是指方形电池尺寸长度在300-600mm区间的长薄化电芯。该电芯主要采用叠片工艺,在能量密度、安全性、循环寿命、成本等方面都具有优势。
短刀电池最早由蜂巢能源提出。早在2019年4月的上海国际车展上,蜂巢能源就在业内首次亮相展示了内部代号为“L600”的短刀片磷酸铁锂电芯,L代表Long cell(电芯长度),600代表600mm左右的长度。
据业内人士介绍,长薄结构的电芯散热性能明显提高,且本身可以作为结构件,叠加无模组技术,可以做到安全性更好、成本更低、体积能量密度更高,因此逐渐发展成为动力电池电芯形态的主流发展方向之一。
另外,短刀电池的一大特点就是标准化,可以满足不同平台车型使用。据蜂巢能源介绍,其推出的短刀电池,可以覆盖A0级-D级车型,满足乘用车、商用车、储能和船舶等多场景应用需求。蜂巢能源在2021年就宣布,旗下电池产品未来将全域短刀化。
事实上,发展到今天,从产品布局和技术路线选择上来看,长薄化的短刀电池目前已经成为多家电池企业的主流选择。今年以来,包括亿纬锂能、国轩高科、瑞浦兰钧、欣旺达、中创新航等多家主流电池企业,均已经布局基于叠片+长薄化的短刀电池。
例如,今年5月,国轩高科发布了L600启晨电芯及电池包,采用了磷酸锰铁锂技术路线。据了解,该电芯尺寸约为600mm,采用了叠片工艺。据悉,国轩高科将L600启晨电芯作为新一代主流产品推向市场。今年上半年,瑞浦兰钧发布了独立开发的CB500长电芯(长度约为500mm),具备长续航、长循环、高安全的特点。
在国内市场,包括长城、吉利等主流车企已经开始在新车型中陆续导入短刀电池。
如果说由特斯拉提出的46系列大圆柱电池标准,还是由国外提出和引领。那么在国际市场,此次宝马集团将90GWh方形电池订单给了蜂巢能源的短刀电池(未经企业证实),或将标志着由中国企业自主研发设计的“标准电芯”开始走向海外市场,获得国际车企认可,这也将是另一层面的中国标准引领世界。
02
蜂巢能源已布局上百项短刀专利
尽管蜂巢能源2018年才成立,但彼时蜂巢能源就前瞻性地意识到,电芯结构的长薄化将是动力电池演化的趋势,这也正是蜂巢能源在成立伊始,就将长薄化的“短刀电池”作为重要研发方向的原因之一。
据蜂巢能源技术人员介绍,短刀电池通过尺寸优化设计,长度增加、厚度减薄,在散热、膨胀、能量密度上更具优势,且其本身还可以作为结构件,可以增强电池系统结构强度,“同时从规模化制造的角度看,短刀电池不仅在兼容性、适配性方面表现出众,且在良率提升和大规模工业化量产方面优势明显。”
基于标准化,电芯即可大规模制造,这无疑对电池制造降本、整车开发降本具有极大空间,这也是特斯拉、大众、宝马等主流车企一直致力敲定标准电芯的重要原因。
短刀电池在能量密度、循环寿命、安全、散热、结构强度等方面的优势也深受车企青睐。国家工业和信息化部公布的数据显示,自今年6月以来,蜂巢能源短刀电池配套的新增车型已经超过20款。
国内外车企订单的纷至沓来,一方面增强了蜂巢能源在短刀领域的信心,另一方面也对其产能提出了更高要求。据了解,目前蜂巢能源已经在盐城、常州、上饶、遂宁、成都,以及德国等基地大规模布局短刀电池产能。
基于自主创新,蜂巢能源也已经广泛布局了短刀电池相关专利,截至目前其申请专利总量超过100项。
作为动力电池领域的新势力,蜂巢能源能在诞生之初就洞察方形电池技术发展方向,一方面是其脱胎于整车企业,有着整车“基因”,深谙整车电动化痛点;另一方面也与其作为后来者,极为重视研发投入,希望通过技术路线挑战头部企业有着重要关系。
据悉,在2020年至2022年间,蜂巢能源研发费用金额累计超22亿元,占其营业总收入的比例达到13.90%。资料显示,其三年间的研发投入分别为3.8亿元、7.2亿元及11.4亿元。持续高额的研发投入,让蜂巢能源能更有机会把握电池技术迭代方向,同时也不断强化了其自身在短刀电池领域的技术、产品优势,这或许是其在一众国际电池巨头激烈角逐下,能够拿下宝马集团90GWh动力电池订单的主要原因。
03
宝马也将使用磷酸铁锂电池?
据电池中国了解,截至目前,特斯拉、大众、福特、通用、戴姆勒、现代等国际车企,也已经或即将在电动车型中导入磷酸铁锂技术,主流车企中唯有宝马目前没有公布过相关消息。
磷酸铁锂因为其极具竞争力的经济性和优异的安全性,目前已成为多家国际车企的重要选择。
对于宝马集团来说,要参与全球市场竞争,在电池领域降本也是必然选择。
据了解,目前蜂巢能源短刀电池主要以磷酸铁锂电池材料体系为主,如果宝马集团90GWh订单敲定了蜂巢能源短刀电池的消息属实,则意味着宝马集团将在未来电池体系中,导入磷酸铁锂短刀电池,表明宝马集团也在通过对电池材料选择、制造工艺改进(短刀采用飞叠制造,效率大幅提升)等手段降本,全面参与全球电动汽车市场竞争。
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