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盖世汽车罗夏迪:碳中和背景下三电技术发展趋势

盖世直播 2021-06-23 17:12:45

2021年6月22日-23日,由盖世汽车主办的“2021中国下一代汽车高质量发展论坛•新能源汽车三电先进技术•”在南京召开。本次会议持续两天,将围绕新能源三电中长期技术发展趋势、政策、标准、上下游供应链、成本、材料体系、电池结构技术、热管理、安全技术、电机电控关键技术、智能制造等行业焦点话题展开。会议期间,盖世汽车研究院行业分析师罗夏迪发表了“碳中和背景下三电技术发展趋势”的主题演讲。

比亚迪,电池,三电技术

以下为演讲实录:

各位来宾,大家中午好!今天由我为大家演讲“碳中和背景下三电技术发展趋势”,上一位嘉宾动力电池产业创新联盟王秘书长已经从产业角度做了高屋建瓴的讲解,包括提出了一些非常重要的问题,我从车企或从产品角度看一下大家如何看待未来发展趋势、技术趋势的。

在大背景下,中国、美国、欧洲、日本都提出了自己的规划,因为汽车作为传统燃料使用重地,碳排放比较严重。王秘书长说得非常好的一点,汽车在生产过程中,包括电动车在生产过程中,其实也会产生比较多的碳排放,这可能要从发电端,如使用可再生能源、使用光伏或风电等清洁能源角度去解决这一问题。从使用角度,相对来说电动车在减碳方面是比较重要的手段。

从车企和零部件角度来看,戴姆勒提出了“2039愿景”,除了生产电动车,还提出使用绿色钢材、无碳材料,包括有56号工厂;大众提出了Way to Zero战略,都是从生产角度、供应链角度或产品角度实现碳中和。我们今天聚焦在电动汽车领域。

在一系列国家层面、产业政策层面催化下,节能与技术路线图2.0,对于汽车能耗提出了要求,从双积分政策来看,由于2020年行业表现不佳,现在大部分企业燃料积分面临比较大的压力,现在积分价格也有比较明显的增长。对于车企来说,包括在华企业,对于电动化布局也在加速,尤其是重点在纯电动领域和插电领域是两大比较主流的路线。

从政策引导和产业发展情况来看,过去五年来,整体汽车大盘市场进入存量增长时期,销量往下,但新能源汽车呈现蓬勃发展的状态。截止到2021年4月份,电动车渗透率已经到了10%。在整个结构中,纯电产品占了比较大的主流。

从纯电产品来看,近年来比较明显变化和趋势,呈现非常明显的两极分化的特征。A00小车占比达到近40%,比较有竞争力的车型,像B级或C级车偏中高端配置比较受欢迎。

我们从A00级到C级车五个细分市场前五名做了筛选(筛选时用到了同款车型中比较高的配置),销量靠前产品能量密度跟续航里程处在什么区间。其中五菱宏光MINIEV产品经济性方面做到极致,所以产品价格也做到极致,可以切入低速电动车市场,所以取得比较大的成功。而B/C级车中,蔚来、小鹏电池表现明显处在比较靠前的位置。现在市场上比较有竞争力的两类产品,一类是经济型小车,一类是比较高端化的,配置稍微高一点的B/C级中高端车型,也是很多自主品牌往高端化方向转型,尤其在电动化品牌层面。

插混产品,自主品牌的比亚迪、上汽荣威,合资品牌宝马,产品技术迭代,比亚迪通过四代演变,比亚迪秦Plus DMi上市之后验证是非常成功的,基本上能够做到跟燃油车类似的价格,从产品演变角度来看,PHEV在往更长的续航、更低成本方向发展,以实现自己的竞争力。

从现在政策方向来看,节能与路线图包括对动力电池、电驱动都提出了要求。从电动车产品本身使用角度来看,出行者或消费者最本质需求就是出行需求,以及安全能否得到保障。对于电池来说需要面对四大挑战:

1.安全性问题,现在新能源车发生很多起自燃事件,特斯拉以及蔚来等很多产品之前面临召回,也是问题。

2.性能,电池使用生命是关键。

 3.成本,未来电动车能否跟燃油车实现较好的竞争力。

4.如果实现整个产业链闭环,电池回收以及梯次利用能否解决,能否实现可循环再生。

 ·安全性。为了解决动力电池安全问题,各个企业,从车企、动力电池企业,大家都提出了自己的解决方案来探讨这个问题。

从材料角度来看,比亚迪推出刀片电池,用磷酸铁锂代替三元,耐热性性能会更好,并且通过实验,电池性能会更稳定。从电芯结构来看,广汽埃安提出弹匣电池,采用安全舱设计,出现热信号事故之后5分钟之内就可以解决。蜂巢提出热失控系统,除了从材料、电芯等结构层面做创新,还加入了监控系统,去实现对于电池安全性能的监控。

·性能。电池创新方向有两大块:材料层面和结构层面。从材料层面来说,企业布局方向或下一代技术会尝试一些创新,比如LG新能源做四元电池,松下、蜂巢做无钴电池等。工艺创新,是近年来车企和电池企业研发重点。因为材料创新相对来说比较缓慢,结构性创新现在仍有空间,宁德时代的CTP以及CTC方案,比亚迪的刀片电池、特斯拉要做更大容量46800电芯,都是从结构层面入手。

·成本。如何实现电池成本下降呢?有三大方面,从材料角度,从上游,正极、负极、隔膜角度做创新,做规模化生产,把成本降下来,做结构性创新,把整个产业链价格降下来,这是中短期解决方案。更长期方向探讨,可能使用更高能量密度,像锂空气电池、固态电池达到成本下降。因为现在锂离子电池降本是存在上限的。从行业角度来看,预计到2025年,三元电池价格能做到0.5元左右。

对于头部企业来说,未来要怎么走?

材料体系演变,大家现在是以5系三元电池为主,现在往811或8系层面做创新。现在也提出一些新的方向,如比亚迪用刀片,国轩用JTM电池,蜂巢的无钴、四元,都是多样化创新。下一代,从更前沿角度布局,大家还会布局一些固态电池或锂空气电池、锂金属电池等更前沿的角度和技术。LG新能源前两天提出固态电池要在2026年实现量产。

固态电池现在产业化比较难,现在做尝试比较多还是在半固态层面。固态电池路线分三个,国内现在更多以氧化物路线为主。从路线比较来看,丰田布局很早,在硫化物电池方面有比较强的性能表现。

从电池使用、电池生产方面来看,现在大家努力在做多样化创新或努力降成本,电池一般寿命5~8年,退役之后下来要如何解决电池未来污染问题?是否把它作为储能或其他梯次利用去解决这个产业未来面临的问题,怎么批次处理退役电池问题,其实面临挑战。尤其像金属污染或电解液问题、安全性问题,都面临考验。现在一方面技术不成熟,另一方面要做电池处理,成本仍然很高,而且目前没有非常成熟的盈利模式,可能从材料端有材料企业方案,从电池企业来说有电池企业的方案,从车企角度来说也会考虑怎么样构建电池回收体系。

电驱动也是影响电动车动力性能比较重要的系统。从市场结构来看,三合一电驱动成为市场上比较主流趋势。据预测,未来三合一包括多合一占比也在提高。从现在主流产品分布结构来看,A00在功率和扭矩方面类似于五菱宏光用的电机可能不需要做到性能特别强,但如果做比较高端的车型可能用到双电机,扭矩和功率分布范围会比较广。

从驱动系统未来方向来看,驱动系统肯定往更高效率、更高功率密度层角度发展。现在多合一或三合一确实是大家研发的方向,其实三合一可以做到集成化、小型化、轻量化,面临问题是如何做维修保养,现在是大家探讨的话题。从整车角度、零部件角度,大家布局都是在往三合一层面走的,除了传统零部件厂商,比较新的进入者,如华为、美的也宣布进入汽车领域,华为也推出了七合一系统。现在还没有量产。

电控、逆变器是对于电驱动影响非常重要的零部件,除了IGBT,下一代技术是碳化硅的功率模块,现在已经有一部分企业在搭载在车型上,比如特斯拉Model3,比亚迪汉,已经通过搭载碳化硅提升车辆的性能表现。碳化硅面临的挑战是价格居高不下,技术或商业化层面存在一些问题。

从企业角度来看,应用进展如何?

博格华纳现在推出三合一电驱动系统,2021年底预计实现量产。

比亚迪既有自己的三合一,也有高压三合一,碳化硅MOSFET也在布局。电控综合效率可以达到97%,按照比亚迪计划,2023年之后,旗下电动车将全部实现碳化硅搭载。   

技术发展趋势是服务于产品或服务于应用场景的,如果企业想生产比较经济型车型,可以选择磷酸铁锂的路线,比如低配版特斯拉、五菱MINIEV都是往下沉,去触达更大体量的市场。如果要做性价比比较高的路线,就可以选择现在比较主流的5系的三元电池或者无钴电池去做创新,未来如果想做到更高配或追求技术极限,选择高镍路线,甚至95%以上镍的占比,或者做固态电池,锂金属电池等。

电驱动技术,比如扁线电机、油冷技术、碳化硅技术等,这些技术都可以帮助电驱动系统实现更高效率或更好性能,但是这些新的技术目前面临商业化挑战。

总的来看,未来技术方向是在往更好的产品方向去服务的,对于车企也好或对于零部件企业也好,如何利用已有的技术和资源优势,找到合适的方向在电气化时代前行是重要的课题。

我们盖世汽车研究院打造的《乘用车电气化市场与技术分析月刊》就是分析现在整车和三电市场表现,以及车企、电池、电驱动企业动态,为大家提供比较全面的市场动态与技术分析和市场服务。

以上就是我想要分享的内容,谢谢大家!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202106/23I70260792C501.shtml

文章标签: 比亚迪 电池
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