文 / 孟華
業(yè)內(nèi)正在認(rèn)識(shí)到,電動(dòng)車時(shí)代和以往的傳統(tǒng)汽車,雖然看上去長得差不多,都有4個(gè)輪子,但其實(shí)是不同的兩個(gè)物種。
前者的技術(shù)迭代速度、競(jìng)爭(zhēng)烈度,都上了一個(gè)新臺(tái)階。單是電池的CTP技術(shù),33個(gè)月迭代了三代(也有說3.5代)。我們無法想象,燃油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)能在這么短的時(shí)間里哪怕更新一代。
這場(chǎng)由寧德時(shí)代發(fā)動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)(2019年9月,全球首款CTP電池包在寧德時(shí)代下線),時(shí)隔兩年多以后,仍然由其挑起新的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。
6月23日,寧德時(shí)代正式發(fā)布麒麟電池。這幾年,各個(gè)大廠在電池名字上也要卷得飛起,何況集成化方案。寧德時(shí)代稱新方案為CTP3.0技術(shù),隱隱有掌控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、為CTP技術(shù)“斷代”之意。
電池集成化發(fā)展到今天,新概念層出不窮。CTP之后,還有CTC、CTB,只要有一點(diǎn)創(chuàng)新,都想爭(zhēng)個(gè)命名權(quán)。
CTP 概念由寧德時(shí)代提出,即“Cell To Pack”(電芯到電池包),省略了模組包裝,直接把德國人(準(zhǔn)確地說是VDA)發(fā)明的355、390、590模組甩到上一代的歷史里面。
CTP的好處明擺著,空間利用率上去了,PACK(電池包)重量減輕,隨之帶來的是能密提升、成本下降。在單體能密陷入瓶頸的時(shí)候,在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上做文章,是個(gè)出路。
當(dāng)然,有人覺得電化學(xué)創(chuàng)新更顯水平,機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新含金量不足。10年來,電池單體能密翻了一倍,但當(dāng)前的電化學(xué)工程學(xué)和材料科學(xué),確實(shí)有點(diǎn)跟不上的趨勢(shì),步子越來越小。
而結(jié)構(gòu)優(yōu)化的潛力,正在不斷地被開發(fā)出來。CTP技術(shù)本質(zhì)上是電池包技術(shù)。
CTC即“Cell To Chassis”(電芯到底盤),由特斯拉率先提出??疵志椭?,這屬于整車技術(shù)的一部分,即將電芯集成在車輛底盤上,連PACK上蓋都省了。乘客們坐在車?yán)锬_踩的,既是車廂地板,也是電池包頂蓋。CTC比較適合圓柱電池集成。
CTB也是整車技術(shù),即“Cell To Body”(電芯到車身),由比亞迪提出。比亞迪兼具電池供應(yīng)商和主機(jī)廠雙重身份,利用刀片電池又長又薄的特點(diǎn),做成“三明治”(托盤-電芯-上蓋,兩兩之間夾氣凝膠)。如此,電池包已經(jīng)不完整了,不再能稱其為電池包。
看上去,CTC和CTB是一回事,都是取消PACK上蓋。但是,CTC仍然把電池包作為單獨(dú)的保護(hù)體,而CTB更深地融入車身,電池結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,更多仰仗底盤和車身結(jié)構(gòu)。CTC和CTB都是整車技術(shù)的一部分。
由此,電池組裝技術(shù)的代際劃分,呼之欲出。從主機(jī)廠的視角,VDA提倡的標(biāo)準(zhǔn)模組技術(shù)為一代技術(shù),CTP為二代,各種CTC、CTB等均為三代技術(shù)。
按照寧德時(shí)代的想法,CTP技術(shù)自身,就可以分第一代CTP(取消模組側(cè)板和緊固件焊接工序)、第二代CTP(BMS集成化、去除端板),以及第三代CTP,即尚未公布的麒麟電池。
目前,麒麟電池方案還未有完整的資料,很可能也是去除箱體內(nèi)縱梁和橫梁,10列LFP方形電池,每兩列之間都夾水冷板,電芯之間不直接接觸,降低熱失控概率。
當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)方案,整包電池直接做到底盤上,電壓為384V。如果主機(jī)廠要求800V快充,還可以調(diào)整為18列、電芯變薄,相應(yīng)增加水冷板,滿足4C快充的散熱需求。可以說,麒麟的發(fā)布,讓寧德時(shí)代在800V快充指標(biāo)上,追上了比亞迪的短刀方案。
從散熱設(shè)計(jì)上看,麒麟電池其實(shí)與上汽的魔方電池方案,差別不大。
寧德時(shí)代稱,如果采用LFP,LFP版麒麟可以將整組電池做到160Wh/kg;如果用三元,可以做到250Wh/kg。相比2.0代CTP,電量提升13%,減重10%,關(guān)鍵是成組率(即空間利用率)達(dá)到驚人的87.7%,幾乎所有的空間都利用起來了。
當(dāng)初,一代CTP相對(duì)有模組的設(shè)計(jì),成組率驟然提升50%。麒麟之后,成組率繼續(xù)提升空間已經(jīng)不大了。
而圓柱形的4 6 80 做成CTC,無論如何設(shè)計(jì),成組率都很難超過70%。圓柱形電芯空間利用率本來就無法追上方殼,這下子差距更大了。
為了塞進(jìn)更多的電芯,主機(jī)廠們也很拼。
雖然稱呼各異,但蜂巢能源-長城汽車的大禹電池、廣汽埃安的彈匣電池、上汽剛發(fā)布的魔方電池、比亞迪的刀片CTB技術(shù),以及特斯拉、零跑的CTC技術(shù),都可以歸結(jié)為電池-底盤一體化技術(shù)。與CTP技術(shù)相比,它們基本上由主機(jī)廠拉動(dòng)。
2021年,是CTX(CTP、CTC、CTB)技術(shù)大規(guī)模上車的一年。寧德時(shí)代CTP的用戶包括特斯拉Model 3/Y、小鵬P7/G3、蔚來ES6/ET7、榮威RES33及哪吒等多款車型。
特斯拉上海2021年交付了41萬輛Model3/Y。寧德時(shí)代CTP電池包占據(jù)國產(chǎn)Model 3超過八成,在Model Y上加速滲透。
比亞迪則全系搭載刀片電池。2021年60萬輛產(chǎn)品中,CTC占比不高。不過,2022 年已經(jīng)計(jì)劃推出不下20款新車,諸如漢DM-i、秦Plus DM-i、宋MAX DM-i等PHEV版本,都部署了CTC。
蜂巢的大禹電池(短刀),其實(shí)也是某種CTP,率先應(yīng)用在歐拉車型上。跟進(jìn)的電池供應(yīng)商還有遠(yuǎn)景、捷威等二三線供應(yīng)商。兩者都是軟包+CTP。不過,軟包CTP量產(chǎn)都是未來時(shí)。
由此可以看出,寧德時(shí)代的CTP已成氣候,主機(jī)廠安排上車種類和數(shù)量最多,其它電池供應(yīng)商也有跟進(jìn)。而合資車企中的南北大眾,以及海外的大眾汽車、寶馬、奔馳、PSA、雷諾-日產(chǎn)、現(xiàn)代等,都是寧德時(shí)代的客戶,它們雖然愿意在入門級(jí)別上采用LFP,但甚少直接用CTP。
而同為巨頭或者潛在巨頭的比亞迪、蜂巢,暫時(shí)沒有其它友商愿意跟進(jìn),只有自家主機(jī)廠采用。不過,比亞迪今年銷量暴增,很可能出現(xiàn)憑借一己之力,讓CTB與寧德時(shí)代的CTP分庭抗禮的局面。
2 0 21年以來的原材料上漲,LFP+CTX能盡量攤低成本,為CTP加速滲透起到推動(dòng)作用。比亞迪的C T B 和寧德時(shí)代的C T P 技 術(shù),在2021年新能源銷量TOP 10中滲透了四成,今年的比例還將上升。
如此,雖然寧德時(shí)代首發(fā)了CTP,但弗迪-比亞迪、蜂巢-長城的崛起,再加上特斯拉、零跑等積極推動(dòng),局面變成巨頭供應(yīng)商,與供應(yīng)商-主機(jī)廠聯(lián)合體之間的競(jìng)爭(zhēng)。
寧德時(shí)代雖然擁有眾多客戶,但特斯拉一直是特殊的大客戶。一方面,是特斯拉訂單大,絕少砍單;另一方面,特斯拉基于其新勢(shì)力旗手地位,其技術(shù)應(yīng)用和供應(yīng)商選用,都具有一定示范效應(yīng)。
最近比亞迪高管再次聲稱,可能將向特斯拉供應(yīng)刀片電池,隨后悄然撤回了此說法,但是寧德時(shí)代仍然很有危機(jī)感。
當(dāng)前在特斯拉中國的電池供應(yīng)序列當(dāng)中,寧德時(shí)代占據(jù)70%的訂單,LG新能源占據(jù)30%。如果弗迪(比亞迪)加進(jìn)來,很可能搶寧德時(shí)代的訂單,而非LG的。
另外,比亞迪很可能將向特斯拉兜售CTB技術(shù),因?yàn)樘厮估狈Ψ叫坞姵氐氖褂媒?jīng)驗(yàn)。比起訂單被撬,技術(shù)擴(kuò)張受阻、技術(shù)話語權(quán)被擠占,將是更糟糕的前景,寧德時(shí)代必須更主動(dòng)出擊。
由此,寧德時(shí)代加緊CTP技術(shù)更新的舉動(dòng),就很容易理解了。這其實(shí)也是供應(yīng)商與主機(jī)廠技術(shù)主動(dòng)權(quán)的競(jìng)爭(zhēng)。雖然兩者都謀求盡量將更多產(chǎn)值留在自己手里,但電池組裝技術(shù)的發(fā)展,導(dǎo)致電池包及其附件生產(chǎn),正從主機(jī)廠向電池供應(yīng)商轉(zhuǎn)移。
即便電池占據(jù)了整車價(jià)值的35%-40%,但電動(dòng)車價(jià)值鏈仍在上移,這是主機(jī)廠不愿意看到的。