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“车企牌”电池相继上车,不只是PK宁德时代

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“车企牌”电池相继上车,不只是PK宁德时代

“车企牌”电池正在不断涌现,并交付上车。鸿蒙智行推出了巨鲸电池,理想汽车推出了理想牌电池,不久前的7月30日晚,小米正式对外发布了龙甲电池。
车企正试图通过自有电池品牌,将电池的每个技术点攥在手中,并抢占用户心智。
这些汽车品牌的统一做法,就是“穿透式管理”,从电芯到电池包的技术和性能标准,车企全部主导定义,甚至部分参与电芯材料开发,并对核心供应链和生产制造环节全流程介入和监管。换句话说,“车企牌”电池是车企技术和标准的全面贯彻。
“甚至电池厂的核心岗位招聘,车企都要参与面试把关。”有行业人士透露。
这与过往的动力电池合作有着明显区别。据36氪了解,长期以来,头部动力电池公司如宁德时代等凭借技术实力,常常为车企供应相对成熟的系统级方案,尤其是旗舰类产品,如麒麟电池、神行电池等,车企能做的往往是提出需求,而定制开发的空间则相对有限。
但从“车企牌”电池的核心指标来看,车企往往有着更多的开发需要。比如巨鲸电池主打全温度周期的热防护标准,小米龙甲电池强调2000次循环和500J底部撞击标准等,理想汽车牌电池也追求“8年16万公里电池健康度不低于75%”,蔚来也提出过15年循环寿命的电池研发计划。
此外,动力电池做为电动汽车的心脏级零部件,常年占据30%成本结构,车企来把控电池开发和生产的全流程,从长期来看,也能确保供应链的稳定性和成本掌控力。
综合来看,车企对动力电池的全流程掌控需要,注定了“车企牌”电池今天开枝散叶的局面。
但与此同时,动力电池头部供应商宁德时代,也在竭力塑造消费者对宁德时代电池性能、安全性的认知。在机场、高铁站、商超等人群密集的地方,经常能看到“选电车看电池,认准宁德时代”的广告语。
据36氪了解,即便理想i6为欣旺达电池多给了两年延保,但售出的车型中,仍有超过一半的消费者选择了宁德时代电池。
因此,当车企试图将自有电池品牌推向台前时,经受过宁德时代“Intel Inside”战略洗礼的消费者,往往会提出这样的质疑——车企自研的电池包能否比得上宁德时代。
某种程度上,这似乎是个目前难有定论的问题。
不少电池行业人士对36氪表示,宁德时代的壁垒在于工艺管控能力、生产一致性。而且无论车企的自建产线,还是二三线电池厂商都很难在短时间内,追平宁德时代的这一优势,因为“一定要有足够大的生产体量,才能做有效的筛选和试错”。
通常情况下,更高的一致性,意味着更低的续航跳水、补能异常,甚至安全事故的概率。但车企自建的产线,和二三线电池厂的生产一致性水平,也可以通过增加测试工序等手段进行一定弥补。
而且,尽管在产品一致性上不及宁德时代,但“车企牌”电池亦有其优势。
36氪从一些行业人士处了解到,“车企牌”电池的产品定义、设计、生产通常由车企进行全方位管控,部分自研电池的车企,还会监督到电池的二三级子零件供应商,以确保最终的产品性能符合自己的高标准。
除此之外,车企对整车更为熟悉,因此“车企牌”电池的BMS算法,“在应用端可能比电池厂更好”。或许未来相当一段时间内,“车企牌”电池都会保持与宁德时代相持而行。
生产一致性,宁德时代的竞争壁垒
动力电池行业历经多年发展,动力电池技术、设备的成熟与普及,令各电池厂商间的技术代差逐渐拉齐。
电池产品间的竞争,越来越聚焦于生产的一致性。
许多行业人士都承认,宁德时代的电芯一致性,领先一众二三线电池厂。一个相对直观的体现是——“国内电芯,唯一不分档次的厂家就是宁德时代,因为都是一样的”。
“一致性不是那么好做的”。有行业人士告诉36氪,几乎所有的生产要素都会到动力电池的工艺控制,包括现场的湿度、温度、杂质、原材料选用等。
而电池厂商“一定要有足够大的生产体量,才能做有效的筛选和试错”。因而短期内,二三线电池厂商的生产一致性,很难赶上宁德时代。
而一致性之所以重要,是因为它能够直接影响到电池包的容量,甚至有可能引发安全事故。有电池行业人士表示,即便是行业公认更具本征安全的磷酸铁锂电池包,同样强调生产的一致性。
评估生产一致性的直接指标,是压差、内阻差异、尺寸差异等。
有行业人士举了个例子解释压差对电池包容量的影响:“原本电池包按100度电的容量去设计,但如果其中有颗电芯的电压只能达到98度,那BMS的均衡策略,会在充电时,把其余100度电芯的那两度电,变成热能消耗掉,从而将所有电芯控制在98度的电压范围之内。这就会造成,电池包的实际容量达不到100度的设计目标。”
36氪了解到,目前行业内动力电池的BMS策略,多为被动均衡,它能起到上述的“削峰”的作用,却难以“填谷”,——将100度电芯的电量,输送给98度的电芯。
“填谷”需要主动均衡的BMS策略,但这项技术的成本远超被动均衡的BMS策略,因此行业里少有企业采用。
一位行业人士举了商用车行业的例子:“一套商用车的主动均衡,报价约2万元,而且有价无市。主动均衡的BMS主要用在钛酸锂电池上,因为超大倍率放电,压差太大,加上钛酸锂能量密度本就低。”
这也就意味着,由于电芯一致性导致的电池包容量衰减,很难通过Pack层级的BMS策略去平抑。
电池包容量衰减,体现在整车上就是续航跳水、补能异常。但电芯一致性给电池包带来的影响还不止于此,有行业人士表示,它还会造成安全隐患。
“假如电池包容量跳水30%还在服役,那就很容易过充过放,过充过放的下一步就是起火。”有电池人士对36氪强调,即使是材料体系更为安全的磷酸铁锂,也遵循这一理论。
也有电池行业人士指出,生产一致性对电池包性能和寿命的影响,具体会达到什么程度,“这是一个概率问题”。
“这涉及到企业评估电池包可靠性的能力。”一位电池工程师表示,“压差到多少程度是可接受的,这需要通过大量统计数据计算。不过部分车企没有那么多数据样本,只能通过模型推理,而模型的精度又考验着企业员工的水平。”
他举例说:“假如A车企认为,压差在100毫伏的失效概率是10%,B车企认为100毫伏压差的失效概率是1%,那么基于这个判断,B车企会让电池包继续服役、企业继续监控,A车企则可能更换电池包,更换后的电池包压差只有10毫伏,电池包寿命自然也会延长。也有些车企会通过远程OTA,限制电池包的使用区间,也能够降低电池包失效风险。”
“车企牌”电池如何缩小差距
尽管宁德时代在生产一致性上,保持领先身位,但“车企牌”电池对一致性的重点盯防,希望努力缩小它们与宁德时代产品之间的差距。
一家参与自研电池项目的人士告诉36氪,他所在的车企用了很多强筛查手段,去追赶提升电芯品质。
他为36氪举了很多例子:“比如用来去除原材料中金属异物的除瓷工艺,行业里通常做两道,我们做四道。”
“用来筛查电芯一致性的降压测试,行业通常只做两三次,我们也做四次。”
36氪还从一些电池行业人士处了解到,X-ray(X光)检测也是电池厂提升品质的手段之一。
一些电池行业人士告诉36氪,X-ray的作用,就是穿透钢壳、铝壳,以及外层的极片,观察是否有极片、隔膜弯折,也能够检测出电池包内叠片或卷绕的结构性缺陷。“比如卷绕出的电芯,不是一个正常圆柱体,X-ray都可以看出来。”
据36氪了解,目前宁德时代、远景动力、欣旺达等厂商,都已采用X-ray检测工序来提升制造管控能力。
有欣旺达人士对36氪表示:“欣旺达试产线上的电芯,每颗都会经历X-ray检测,每条量产产线上也都会大量使用X ray,可能是每多少颗电芯测一颗,也可能是所有电芯都测。”
不过,需要注意的是,一些电池行业人士认为,X-ray究竟能在多大程度上弥补电芯的一致性,仍取决于电池厂商的能力。
X-ray能够呈现显性的表征,但如何通过这些判断一致性的风险概率,这也会因电池厂的能力而异。
或许,二三线电池厂的电芯级能力,还需要相当一段时间追赶到头部水平,但这并不能简单等同于,“车企牌”电池一定不如宁德时代。
全流程管控,“车企牌”电池的优势
36氪了解到,车企从宁德时代采购整包电池,宁德时代给的是个类似“灰盒”的方案。
部分行业人士表示,电芯工艺、材料配方,宁德时代通常是保密的,生产现场的管控车企也难以过多参与。
有蔚来工程师对36氪称:“宁德时代几乎什么都不给。”这在一定程度上,印证了宁德时代开放程度较低。有电池行业人士表示,宁德时代会开放给车企的,“主要是一些基本电芯下线测试数据,比如容量、电压、内阻等”。也有电池工程师表示,数模释放、冷板流道等,车企也能看到。
这意味着,车企很难深度参与电池包的全流程管理,电池的质量、性能几乎只能依赖宁德时代的管理。
但宁德时代的管理,未必总是优于车企。一家头部车企的电池人士告诉36氪,就他们内部测试的结果而言,宁德时代的一些长期性能指标参数,有时可能并非行业最优。
他解释:“宁德时代更早摸清了材料的安全边界,所以敢于把边界压得比较极限。”由此引发了这家车企内部的博弈——品牌端希望搭载宁德时代产品,研发端则持反对意见。
反之,“车企牌”电池,车企则能够对电池包的设计、开发、生产进行全方位、无死角的管控。理想牌电池正是一个鲜明的案例。
有接近理想的行业人士告诉36氪,理想和欣旺达的合作中,“基本上全是理想在操刀,欣旺达是配合。理想电芯开发、材料的人都有,理想牌电池几乎就是理想设计的,欣旺达更多的是扮演代工方的角色”。
理想还曾为这个项目,专门招了十来个电芯开发的人员。36氪从部分行业人士处了解到,直到去年,理想在电池上投入的总人员规模,约为300多人。
或许也正得益于,理想对理想牌电池的全方位管控,部分理想人士对36氪表示,从售后数据来看,理想牌电池的失效率和宁德时代差不多,个别月份,理想牌电池的失效率甚至低于宁德时代。
鸿蒙智行的巨鲸电池也采用全方位管控的思路,以控制产品质量。
36氪曾报道过,巨鲸电池是华为的电池开发标准,对外是华为电池品牌。巨鲸电池的开发标准比行业普遍标准都高,“比如高温热失控实验,华为的要求是,在电池包、整车、周边环境都很热,电量又约为100%的情况下,电池包热失控后不会爆炸。很少有比这更严苛的了”。
部分接近鸿蒙智行的行业人士表示:“华为从化学体系到原材、工艺、下线检测都会参与。但他们人手相对有限,所以更多的是监督和验证可靠性,有时候可能不会特别深入地参与电芯研发。”但华为这套严格的准入标准,仍能为巨鲸电池的安全性带来一定保障。
7月30日晚,小米汽车技术发布会上,小米集团董事长雷军发布龙甲电池时介绍,这是一套由小米主导的动力电池系统化解决方案,由小米负责产品定义、主导电池包设计开发、参与电芯设计开发、进行全流程质量管控。
36氪从部分接近小米的行业人士处了解到,小米为了保证自研电池的性能,“找了很多好的SQE一把手来教自己的员工”,去年小米在电池上投入的人力约为100多人,“其中大部分是BMS的人”,小米也在招聘系统设计相关的人,“因为他后面要��很多工业化的东西”,也在逐步补齐自己的电芯能力。
和巨鲸电池一样,龙甲电池的安全标准也相对苛刻。雷军在发布会表示:“龙甲电池安全标准超过国标。”比如其中,”500J底部撞击电池功能不失效”这项,许多行业人士认为“这是比较高的标准”,国标要求的是150J底部撞击后,不泄露、不起火、不爆炸。
还有行业人士透露,部分自研电池的车企,还会追溯到电池的二三级供应链,比如正负极材料上,制定筛选材料标准。同时车企也会对二三线电池厂的一致性,制定相当于宁德时代的要求。
“甚至包括箱体上的盖板等,有质量不达标的,车企的工程师会帮助这些供应商做人员培训、产线改造、质量提升,确保它们的材料能符合车企的标准,这是过去行业里很少有人做的”。
“车企牌”电池的另一个优势在于,主机厂的BMS团队,“在应用层做得可能更好,因为控制器之间是有交互的,而主机厂更懂车”。
短时间内,汽车行业的动力电池供应,或将分化为两种路线,一种是以宁德为主的高集成式供应,而更多的二三线电池厂商,则会成为“车企牌”电池模式下,被全流程管控的、类似ODM的角色。
但是当车企带领电池厂,将能力逐步提升,并且获得消费者认可,龙头公司能做的无疑是进一步开放,并且跟随和融入车企的标准和开发体系,这也正是“车企牌”电池推出的核心初衷:不是为了斗争,而是实现更高的技术和性能标准,推动行业进入更健康的发展轨道。
作者微信:luckg17305264638

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来源:36氪

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