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麒麟电池的意义

2022-07-12 11:04
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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导语:麒麟电池的出现,对现有新能源汽车产业格局,对中西方新能源汽车产业竞争都有着重要影响和意义。

张军智 | 作者 砺石汽车 | 出品

6月的中国新能源汽车产业,热闹纷繁,新车迭出:6月8日,百度旗下的集度汽车发布了“是车更是机器人”的首款可量产概念汽车ROBO-01;6月15日,“四五十万SUV的天花板”蔚来ES7发布上市;6月21日,“500万以内最好的家用旗舰SUV”理想L9上市开售;6月25日,长安、华为、宁德时代三位行业巨头联手打造的阿维塔11正式亮相……

不过相比这些外观酷炫、内饰华丽、满身科技的新车型,6月23日亮相的麒麟电池才有可能是新能源汽车产业中,最值得关注的里程碑式大事件。

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什么是麒麟电池

麒麟电池是电池产业龙头宁德时代发布的第三代CTP技术,也就是无模组电池包。这项技术最早是宁德时代在2019年全球首创,当时的第一代CTP技术,令宁德时代的电池体积利用率突破了50%大关。而CTP技术发展至第三代,其体积利用率达到了72%,可将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg。

这是一个什么样的表现?

我们不妨用当下的明星电池——比亚迪刀片电池做个对比:刀片电池模组的体积利用率大约在60%,由于其使用的是磷酸铁锂电池,能量密度大约为140Wh/kg。另外对比特斯拉未来主打的4680电池,同等体积下,麒麟电池的能量密度也要高出13%。

宁德时代官方自信表示,麒麟电池可以轻松实现整车1000公里续航。

不过电池能量密度越高,也意味着电池散热量更大,危险系数越高。为了散热,通常电池布局设计是将液冷板设置在电池包底部、作用于电池模组底面。这种方案结构设计简单,成本低,但散热效果及单体温度均匀性一般。

为了解决这一问题,麒麟电池运用了全球首创的电芯大面冷却技术,基于电芯的变化,将水冷功能置于电芯之间,使换热面积扩大四倍。

由此带来的结果是,麒麟电池的电芯控温时间缩短至原来的一半,进而能适应更大电流,更高电压的快充,比如麒麟电池就支持10分钟快充(10分钟可充满80%电量)。

另外,麒麟电池还拥有5分钟的热启动功能,这也意味着即使冬天温度过低时,麒麟电池也不会损失过多能耗。

通过电芯大面冷却技术,麒麟电池成功解决了传统动力电池夏天怕热、冬天怕冷、充电速度慢的顽疾。

整体来看,相对于现有技术的电池,麒麟电池实现了续航、快充、安全、寿命、效率,以及低温性能的大幅提升,属于当前最先进的动力电池。而这种提升,势必会对全球汽车产业带来极大的影响。

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提前宣告燃油车时代结束

开过电动车的人大都有过这样的感受:与传统燃油车相比,电动汽车在驾驶体验层面有很多突出的优势。

比如平顺性,由于电动车没有燃油车复杂的变速箱、离合器,其在行驶时不会出现换挡过程中的动力中断现象,动力是随踩随有,感受非常丝滑和顺畅。

比如加速性,传统燃油车是通过燃烧汽油、柴油和空气的混合物来施加扭矩。这意味着发动机旋转时必须吸入空气,也就是不能快速产生扭矩,但电动车的电机有比较宽的调速范围和较高的转速,足够大的启动转矩。踏板踩到底,电机可以立即输出最大扭矩,这就是电动汽车加速性能强的原因,也是为什么双电机四驱的电动汽车,加速性能比几百万的超跑还要强的原因。

再比如安静性,电动车电机在运行时不会产生过多的噪声和抖动,而燃油车行驶时会有发动机的噪声和抖动,车内安静度不如电动车,驾乘体验也要逊色一些。

另外,当前电动车的智能化程度也要比传统燃油车高很多。电动车的很多企业,过去都曾是互联网高科技企业,它们天然拥有智能化基因和技术储备,而这是很多传统燃油车所不能比拟的。特别是在智能座舱、自动驾驶等技术领域,它们具备强大的数字化能力,而这种能力带给消费者的直观感受是,电动汽车更好驾驶、更安全、更智能、乘坐更舒适。

除了驾驶体验层面的因素,电动车还享有购车政策补贴、免购置税以及停车、不限号等政策便利。而且在油价高企的当下,电动车的使用成本与维护成本都要比传统燃油车低很多。比如普通家用燃油车,百公里的燃油成本近百元,而电动车可能只需要十几度电,10多元费用。

不过电动汽车虽然有如此多优势,但其目前在市场中与燃油车相比,仍然是绝对的少数派。以今年5月为例,新能源汽车国内零售渗透率同比大幅上涨15%之后,也只有26.6%。七成以上消费者,首选的依然是燃油车。

其中的原因,就是电动汽车本身的缺点同样非常明显。

首先是里程焦虑,与燃油车一箱燃油能跑六七百公里相比,电动车虽然很多号称能有500公里左右续航,但受天气、路况、驾驶习惯等影响,往往都要大幅打折。这给驾驶者带来的体验非常不友好。

其次是充电耗时且麻烦。相对于燃油车可以随时去加油站,5分钟加满油,电车充电无论是在速度、便利性以及基础设施的普及上都要差很多。

三是由于电动汽车自燃事件频发,令人对电动汽车的安全性产生担心。

正因为优势很突出,缺点也很明显的特点,所以虽然被公认为是“时代发展不可扭转的潮流”,但电动车始终无法真正给出燃油车致命一击,彻底替代燃油车。

电动车短板问题的症结,不论是续航带来的里程焦虑、还是充电耗时麻烦以及安全性,指向的都是电池问题。而恰恰电池的迭代更新技术远跟不上电动车发展的节奏,甚至过去一段时间内,人们都认为电池技术不会在短时间内出现革命性的进步。

但麒麟电池的出现,弥补了电动汽车电池在续航、快充、安全方面的短板,甚至将这些短板进行了补强。像其轻松过1000公里的续航,已经超过了大多数燃油车的续航里程,而充电效率以及安全性的大幅提高,也足以挑战燃油车。

目前,全球主要汽车市场禁售以及替代燃油车的时间,大多都定在了2035年之后,比如最近欧盟通过了一项2035年禁售燃油车的决议;日本政府在2021年时表示“到2035年,销售的新车100%将为电动化车辆”;美国目前已有十几个州决定在2035年前,全面禁售燃油车;中国在《新能源汽车产业发展规划》中,也明确表示要在2035年时,让纯电动汽车成为新销售车辆的主流……

现在有了麒麟电池的加持,与燃油车相比,电动车短板将不再显短,而其驾乘感受、智能化、经济性等方面的优势依然突出。这也意味着,燃油车最后的“护城河”优势,即将消失。燃油车2035年退出舞台的时间,势必要提前。

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重塑新能源汽车产业格局

众所周知,电动汽车的核心技术是三电技术,也就是电池、电机和电控。但实际上,这三者对新能源车企的重要性,并不是并列的,电池要比电机和电控重要得多。这是因为电池研发以及制造的难度,足以令绝大多数车企很难渗透进这个领域的核心,而一旦进入者,则会显现出明显的优势。

我们不妨看看中国现在的新能源汽车产业格局。目前这个市场呈现的是“两超多强”的局面。两超指的是比亚迪与特斯拉,多强的队伍则是由造车新势力以及部分传统车企构成。

这一局面背后的关键就在于电池,因为它直接决定着电动车的续航、安全、充电效率……而这几点又是电动车购买者选车的核心关切。

比如现在很多人购买比亚迪汽车,很看重的就是其刀片电池,因为刀片电池最大的特点就是安全。

2020年3月推出刀片电池时,比亚迪公布的刀片电池针刺试验视频显示,“刀片电池”在钢针穿透后无明火、无烟,电池表面的温度仅有30℃~60℃左右,电池表面的鸡蛋无变化,仍处于可流动的液体状态。这一结果证明,“刀片电池”已摆脱传统动力电池可能会发生的“热失控”噩梦。

刀片电池不仅安全,能量密度也比传统的磷酸铁锂电池密度有了较大提升,因此,第一款搭载刀片电池的比亚迪汉EV一上市,就成了可以与特斯拉爆款产品Model 3一较高下的产品。而在此之前,比亚迪销量最好的电动车秦EV,月销量不过也只有5000多辆。

同样,特斯拉能有现在的市场地位,也与其在电池方面的技术积累有着重要关系,当早年大多电动车的续航还在100-200公里之间时,特斯拉通过先进的电池管理系统(BMS),高效运行着8000块笔记本用的18650松下电池,令其首款量产车Model S的续航达到了惊人的426公里。

而此后Model 3的2170电池,以及被视为特斯拉未来“大杀器”的4680电池,也都成了业界追赶、对标的标杆。这其实说明了一件事,电池及相关技术已是特斯拉产品的核心竞争力。

反观造车新势力以及其他车企,由于缺乏在电池上的核心技术,大多只能向“宁德时代”这样的电池产业巨头进行采购电池。这样在市场竞争中,其核心部件很难做出差异化,也就难免一开始就落于下风。虽然有些车企在智能座舱、自动驾驶、外观内饰设计、市场营销上可以做出一些可圈可点的优势,但显然这些并非消费者购车时的首要关切。

不过随着这次能量密度更高、更安全、充电效率更高的麒麟电池的出现,原本被比亚迪、特斯拉压制的车企,不仅将抹平与“两强”之间的最大差距——电池,还将超越“两强”的电池优势。如果再考虑到其中一些车企在智能化、产业链、生产制造上不输比亚迪、特斯拉的优势,未来的新能源汽车市场格局,必将迎来新的巨变。

4

巩固中国新能源汽车产业的行业优势地位

传统汽车工业是一个资金密集、技术密集、供应链固化、门槛很高的产业。这也导致像中国这样汽车工业起步较晚的国家,一直很难在核心的发动机、变速箱等关键技术领域赶超欧美日韩等发达国家。

但是在最近短短十几年里,中国却在能源汽车领域领跑全球。以2021年为例,我国新能源汽车产销突破350万辆,连续七年位居全球第一。而根据中国汽车工业协会预计,2022年全年,中国新能源汽车产销量将达500万辆,继续成为汽车市场增长的主要力量。另外,在全球纯电汽车销量前20名的车企之中,中国车企更是占到了12家。

这样的成绩,除了政策导向、资本和消费市场热捧之外,核心的因素还有关键的电池产业。

根据韩国市场调查机构SNE Research发布的最新报告,今年1月至5月,中国六家电池公司(宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、欣旺达、蜂巢能源)在全球电动汽车电池市场的总份额(基于装机量)为55.8%,比上年同期提高了14.5个百分点。相比之下,韩国LG新能源则下降了9.2个百分点,松下下降了5个百分点,市场份额不大的三星SDI也下降了1.5个百分点。

有了雄厚的电池产业的支持,中国的新能源汽车产业才能策马狂奔。而与之对比,欧美等传统车企由于电池供应链的疲软,大大减缓了其电动汽车产业的布局。

有华尔街研究机构认为,随着新能源汽车需求的增长,全球动力电池的产能将以每年40%的速度增长,并从2021年的823GWh增长至2025年的3252GWh。新能源汽车市场,蕴藏着巨大的市场潜力。

也正是看到这样的势头,如今美国、澳大利亚、韩国等,正试图投资巨额资金以削弱中国在新能源领域的领先地位。英国金融时报称,“这是中国和西方之间的一场大规模地缘战略竞争”。

但西方要赢得这场竞争,并不容易。首先一点,中国的市场规模优势是它们所不具备的;二是规模带来的成本优势,相关数据显示,在中国建造电池工厂的单位成本约为6000万美元/GWh,而欧洲新建电池工厂的成本已经超过1.2亿美元/GWh;三是中国具备电池产业供应链的优势,比如全球90%以上的电池级锂由中国的冶炼厂生产,再比如韩国动力电池企业对中国关键电池原材料的依赖程度达到60%。

不过在电池技术上,中国动力电池企业并没有绝对的优势,像特斯拉的4680电池在能量密度、成本、充电速度上已经大幅超越了目前的国产电池。这也让此前很多人担心,搭载特斯拉4680电池的汽车上市后,将会大幅挤压国内新能源车企的市场空间,并形成像手机产业中,苹果一家独占八成以上市场利润,众多中国企业跟着“赚吆喝”的局面。

但麒麟电池的问世,可以说让这种担忧大幅减少,其在市场规模、成本、供应链优势之外,进一步在技术领域夯实了中国动力电池的优势。而这也会进一步巩固中国新能源汽车产业的全球优势地位。

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