广告

大众/宝马纷纷投资,固态电池技术是否已具现实装车特性?

2018-07-18 朱玉龙 阅读:
当整车企业花了数百亿美金大力气去做纯电动汽车平台的时候,对电芯供应商的成本和产品优化提出了更苛刻的要求。

大众汽车近日宣布向QuantumScape投资约1亿美元,目标在2025年前建立固态电池生产线。QuantumScape目前拥有超过200多项关于固态电池的技术专利。在本轮注资中,大众将会派遣一位高管担任QuantumScape董事会成员,该公司计划在2025年研发并拥有可量产的固态电池。Qyyednc

大众汽车集团研发负责人Axel Heinrich认为,固态电池技术会成为电动汽车行业的一个转折点。通过增加在QuantumScape的股份和成立合资企业,加强和加深与创新伙伴的战略合作,确保达成QuantumScape为大众提供固态电池技术的承诺。Qyyednc

从战略层面,随着整车企业开始选择电气化路线,特别是围绕纯电动为核心的时候,就不得不考虑未来的出路。严格来说,固态电池方面的投入竞争还并不激烈。目前的主要动力电池提供商,都在现有的Gen3a,即从NCM523体系或NCM622体系往NCM811的方向去努力,现在确定的动力电池订单是实实在在的。Qyyednc

003ednc20180718Qyyednc

图1 动力电池的化学体系发展Qyyednc

宝马跟宁德时代(CATL)的采购意向并非只从2021年的iNEXT车型开始,宁德时代从2019年就会为纯电动MINI及2020年量产的纯电动iX3供应电芯。这个切换也表明,三星SDI在往811方向走的时候,速度并没有后来居上的CATL快,也没有满足整车企业的诉求。Qyyednc

当整车企业花了数百亿美金大力气去做纯电动汽车平台的时候,对电芯供应商的成本和产品优化提出了更苛刻的要求。Qyyednc

Qyyednc

图2 宝马动力电池供应商在不同平台切换Qyyednc

因此,电芯企业在供应现在这一代电芯,并往下一代电芯发展的时候,还是有压力的。一个是要满足现有车型平台的开发需求,在电芯开发、优化、制造和采购方面聚焦,同时也需要往难度更大的研发方向走。面对产品跟不上就被切换的威胁,现实来的更重要。Qyyednc

如下图所示,这一代电池(Gen4)往下一代发展过程中,整车企业的角色很重要。对现有产品的开发,整车企业的角色更多的是提出需求,在整个产品验证方向上去做技术和产品管理。而在下一代电池开发上,特别是有关核心专利和难点上面,以下的几个车企,大概能给我们一些思路:Qyyednc

1,具备开发基础的:如丰田,自身持续在研发上投入,再和松下合作固态电池研究,从不同层面去研究和解决问题,准备Gen 4a电芯的小规模量产。本田和日产的思路也差不多。Qyyednc

2. 投资合作的:以大众和宝马为例,通过美国科技初创公司来做。Qyyednc

Qyyednc

图3 整车企业需要把时间点提前Qyyednc

宝马宣布将投资2亿欧元在慕尼黑建立电芯研发中心,开始涉及电芯级别的技术验证和开发,这个研发中心会有200名工程师,将在2019年春开幕。研发中心会对电芯不同的化学成分进行研究,验证在极端气候环境下这些电芯性能表现,慢充以及快充的区别、电池的尺寸以及体积等等。之前宝马把大量的测试放在第三方TUV实验室,而这次基本把电芯方面的差异拿回到公司内。Qyyednc

Qyyednc

图4 宝马电池研发中心Qyyednc

这种方式是除依靠大学研究、电芯供应商、材料供应商之外,可以独立在电芯级别做设计开发和验证的快速过程。应该是想依靠高端的研究人员,来做一些IP,彻底搞懂电芯层面的设计和过程差异,并配置一些试制电芯的能力。Qyyednc

宝马还有和Solid Power在固态电池方面的前端合作。Solid Power是科罗拉多州的一家初创公司,成立于2012年,除了科罗拉多大学博尔德分校及国防高级研究计划局的资助外,还获得过美国空军,美国国家科学基金会和美国导弹防御局的资金支持。 针对传统全固态电池中固体电解质和LiCoO2之间界面电阻高,接触不良的缺陷,Solid Power公司的科学家们使用ALD(原子层沉积技术)来解决这个问题。 Solid Power的电池材料采用100%的无机材料,无易燃和易挥发成分,具有优异的保质期和高温稳定性。放在整个电池系统中看,由于消除了一些与锂离子系统相关的安全特征的潜在消费,使得成本大大降低。 Solid Power目前拥有一座占地7000平方英尺的先进生产基地,具备新材料合成、小批量中试材料和电池生产,以及原型设备组装和表征能力。Qyyednc

Qyyednc

图5 宝马对于固态电池的投入也是处在外部依赖和独立开发两方面同时进行Qyyednc

全球动力电池产业供应商资源的高度集中化趋势日益明显,一方面是现有项目的集中化显著,在竞争中被扫出局的企业,可能只能转向下一代电池研发。只有部分企业和现有的研发者投入,形成格局上的分流可能才是比较好的结果。如果全部电池企业都去扩大规模,抢占现有的订单,某种意义上是很困难的。在国外,是通过市场的因素考虑,类似博世放弃锂电池业务,日本的传统锂电池企业逐步放弃跟随,都体现当前时刻做动力锂电池业务的高投入和高风险的回报。这个退出过程是基于市场考虑的。而国内,短期内动力电池企业先期投入这么多,很难说退就退,而且国内的电动汽车的企业明显比国外多,大家都有机会,使得退出期变长,资源(人员、资金)都集中于相对重复的工作。Qyyednc

小结:

整车企业目前投资固态电池技术,并不是真正认为固态电池已经具备现实的装车特性,相对于锂电池各个方面的综合特性,还有很多是新技术满足不了的。但是作为技术演进阶段,投入到这个领域获取有限的产出也能带来可能的知识产权收益。这方面的产出,并不会单纯以专利和论文的形式体现,更多的还是公司的内部积累,特别是整车企业对于下一代电芯的理解形式,这可能是这些投资的真正价值所在。Qyyednc

作者:朱玉龙(EDN博客博主),本文首发于“第一电动汽车网”公众号Qyyednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 爱芯元智沉浸式黑光体验,AI赋能让ISP没有上限 人工智能产业的逐渐成熟,驱动了AI芯片的快速发展,也对人工智能芯片的画质提出了更高的要求,现有的镜头与传感器在物理学上已经接近极限,ISP(Image signal processor)作为SoC中负责画质处理和提升的主要单元,其发展也已经达到‘天花板’,业界迫切需要找到新的方式来提升画质。AI赋能ISP成为画质升级的最优解。
  • Mendix平台助力零售业拥抱低代码 ●零售商Vision Direct使用Mendix构建ERP系统管理所有后台流程;●Mendix低代码构建的应用程序为意大利的300家门店补充库存
  • 兼具传感器偏置应用所需精度和可重复性的可调高压电源 有没有一种简单的办法来创建适合传感器偏置应用的高压电源?当然,只需使用集成精密反馈电阻的IC。
  • 华为或于2022年推出麒麟830/720芯片,工艺上“退”至14n 日前, 外媒消息称,华为有望在2022年更新两款麒麟芯片,分别是麒麟830和麒麟720,均采用14nm制程工艺。此外,有网友认为这则爆料不可信,在该网友看来,海思的这张海报想说的,应该是不会放弃麒麟的设计。他还特别提到,中芯国际好像也因为制裁的缘故没有办法给华为供货吧?这种情况下华为能找哪家代工呢? ​
  • 面向高效、快速瞬态响应的汽车和工业用品的直通升压控 LTC7804可简化升压变换器的设计,同时不会对其先进的性能产生不利影响。LTC7804的主要特性为:低静态电流、单输出同步整流、高达40V的宽输入电压范围(输出电压可达36V)、展频(SSFM)以及适用于高效、低电磁干扰PassThru操作的内部充电泵。
  • 安霸推出AI域控制器CV3系列SoC,单芯片即可实现ADAS及L4 CV3系列汽车专用SoC以5纳米超低功耗制程达到空前的单芯片500 eTOPS AI算力,同时支持高分辨率摄像头、毫米波雷达、激光雷达和超声波雷达。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了