广告

新能源汽车电池通用化的现状与未来

2022-09-20 汽车电子设计 阅读:
据锂解数据显示,2021年我国新能源汽车销量达到了350.54万辆的历史新高。工信部原先制定的目标在2025年达到新能汽车渗透率达到20%,但在2021年就提前完成,新能源汽车的零售渗透率已经突破了25%。新能源汽车这个产业,无论是在金融面上,还是在我们实际的生活中都是一个非常火热的存在。

据锂解数据显示,2021年我国新能源汽车销量达到了350.54万辆的历史新高。工信部原先制定的目标在2025年达到新能汽车渗透率达到20%,但在2021年就提前完成,新能源汽车的零售渗透率已经突破了25%。新能源汽车这个产业,无论是在金融面上,还是在我们实际的生活中都是一个非常火热的存在。Lnwednc

Lnwednc

▲图1.新能源汽车年度销量Lnwednc

越来越多的消费者认可了新能源汽车,各大主机厂也在不断推陈出新向市场投放新产品。但是,现阶段各个车型在开发时仍旧需要打造专车专用的电池。动力电池研发与生产成本高、产品开发周期慢。Lnwednc

那么,能否如同汽油,只有92#、95#、98#几种,电池包也只有小、中、大三种通用规格?用最少的资源,实现最大的经济效益?Lnwednc

6月25日下午,我和锂解的小伙伴一起,探讨新能源汽车电池通用化的现状与未来。Lnwednc

本期主持人&特邀嘉宾Lnwednc

Lnwednc

Q:自从新能源汽车诞生以来,动力电池的设计理念有什么样的变化趋势?Lnwednc

A:纵观中国的新能源汽车发展历程,2011年以前各家主机厂都只在做前期技术研究试水,开发出几款概念车,并没有能够将新能源汽车量产落地的能力。2010年到2015年是技术积累期,此时动力电池的技术还不够完善,电池容量低、充电速度慢、循环寿命短,各大主机厂都是开发一两台车试水。由于车辆在开发生产过程中投入巨大,类似模具、平台开发都需要大量资金投入,为节省研发费用,尽快投放产品,彼时的新能源汽车多以燃油车型进行改装打造,也就是俗称的“油改电”。Lnwednc

从2015到2017年是我国新能源汽车开始加速发展的阶段,彼时国家对新能源汽车发放了大量的补贴,在补贴的刺激下,大量新能源汽车被生产制造,并在2017年实现了新能源汽车累计销量突破100万,随着2017年新能源汽车补贴开始退坡,并且补贴由“补企业”转变为“补用户”,2018-2020年新能源汽车发展速度出现了一定程度的停滞。Lnwednc

尽管新能源汽车的发展进入了停滞,但动力电池的发展速度却是非常快。动力电池从最早的VDA模组,发展出了390模组、长模组、再到大模组、最后出现了CTP电池包。动力电池的技术提升,让新能源汽车的续航、补能效率获得了长足的进步,新能源汽车也被越来越多的用户所接受,依赖自身的产品力即可和燃油车一较高下。此时,各大主机厂都在开发纯电专用平台,将汽车轴距拉长,在底盘布局形状规整的动力电池包。Lnwednc

Q:随着各家主机厂纷纷推出纯电专属平台,在车辆尺寸接近的情况下,动力电池的尺寸规格是否有趋同的倾向?Lnwednc

A:当前不同主机厂的电池包整合程度不一,有的会在电池包里整合OBC、有的会整合DCDC,有的主机厂电池包中就是单纯的电芯,正是因为这种主机厂之间技术路线的不统一,当下阶段电池包通用化仍旧难以实现。车企需要结合自己的技术水平,打造出具有差异化的产品,从而也需要开发这种适配于自身产品的电池包。毕竟燃油车发展百年,市场上并没有出现标准引擎和标准变速箱,新能源汽车也是同理。Lnwednc

相较于电池包,电芯是具有一定程度的趋同性。以4680电池为例,4680电池即为极致的标准化,现在布局4680电池的主机厂,基本都是在用4680电池作为标准元器件,通过一定的串并联结构、一定的空间布局,打造属于自己车型的电池包。Lnwednc

另一方面,当前各个主机厂除了使用4680等标准规格产品,也在开发适配自己平台的电芯,以通用奥特能平台为例,在北美就是一颗软包电芯适配所有的车。福特、大众、沃尔沃等国外车企的研发方向都是电芯通用化,适配所有车。所以相较于电池包的通用化,电芯的通用化是较容易实现的,而且也是各大主机厂在积极推动的方向。Lnwednc

Q:对于同一企业的不同车辆产品,是否会考虑一款电池包复用多款车型?Lnwednc

A:目前来说主机厂还没有采取这样的解决方案,其原因为任何一个主机厂开发的产品之间都需要有一定的差异性,有的重视乘员空间、有的重视驾驶性能、还有重视成本控制,对于不同定位车型就有不同尺寸、带电量、输出功率等方面,因此仍旧需要对每一款车开发专属的电池包。Lnwednc

尽管当前各大主机厂期望能够通过智能座舱、智能驾驶来吸引消费者,而电池包做成一个基础的平台,但在短期内仍旧难以实现。在国内,各大主机厂之间的动力电池系统设计已经具有了一定的趋同性,但这只是距离“一款电池包打天下”的目标完成了90%,至于剩下的10%,当前的主机厂是不愿意迈出这一步的,在电池性能还是各大主机厂产品重要卖点的当下,丧失了对于电池系统的开发主动,相当于将自己产品的主要竞争力交付给了竞争对手。Lnwednc

Q:相较于对纯电车型,对于动力电池性能要求不太严格的PHEV车型,动力电池是否会有通用化的趋势?Lnwednc

A:对于PHEV车型,由于搭载了引擎,可能还会有变速箱,所以必须要考虑到油管、排气等结构的布局。相较于统一由几家电池厂供货的动力电池,各大车企间引擎与变速箱的差异性就更大,电池需要对内燃机这一套动力总成做出妥协,所以更难以实现动力电池的通用化。Lnwednc

另一方面,开发PHEV以传统车企为主,传统车企的内燃机部门仍旧是“老大哥”一样的存在,动力电池+电机的动力总成系统往往需要基于内燃机的需求而做出调整。Lnwednc

Q:当前国家政策在鼓励换电车型,而换电模式想要做大,则必须电池通用化,所以政策上对于换电模式的鼓励,是否也会促进电池通用化呢?Lnwednc

A:其实国家已经花了足够的资金资源在新能源汽车行业的科研、投资、产能和地方政策上了,新能源汽车也已在补贴扶持和各种社会因素的影响下提早进入了市场化阶段。可以说,新能源汽车已经成长为一个18岁的少年,在这个阶段,它更需要凭借自己的能力去奔跑。在国家层面上来说,政府能够做的只是提供更多基础资源和对关乎民生的重要领域投入更多关注。比如说,政府可以提供换电设施所需要的土地,而是否进行换电模式的建设则是企业的自发行为。同时,国家会更加关注重卡等对社会民生影响深远的领域,而对民用车这样的自主竞争领域,则不宜干涉太多。总之,国家的补贴鼓励政策可以让某一细分领域短暂繁荣,而它“成年”后的发展,则需要企业更多的自主驱动力。Lnwednc

Q:电池技术仍在不断的发展,如果一些新型电池如锂硫电池成功商业化应用,用更小的体积提供足够的能量密度,此时电池包结构对于车身结构设计重要性下降,各大主机厂会倾向于使用通用化电池包吗?Lnwednc

A:所有的先进电池的都有一个基本的问题,即其从学术研究到产业投资再到应用,都经历了一个漫长的过程。比如锂电铅酸,在手机的推动下拖着锂电池得到了飞速发展,在各种家用领域中也得到了广泛应用。但当锂电池已经发展成熟时,再往上突破就是一个非常缓慢的过程,也意味着会有更多的工程师前来挖掘它的产能,所以其创新和电化学改进也始终是在进行中的。而关键的是,我们需要特殊的企业去提供一些车辆在特定的领域里去完成这件事。但其实这种共享或者协同,并没有得到一个显著的成功。或许整个社会需要有不同的解决方案,并由大家去去优化自己的选择。Lnwednc

总结:在当前新能源汽车仍在快速成长的阶段,各大主机厂都在积极向市场投放与众不同的产品,而动力电池仍是作为主机厂宣传产品的重要卖点之一。因此,主机厂们都希望能够牢牢把握电池包自主设计,以最佳形式适配自身的产品,对于通用电池包。当前阶段,电芯的通用化已经开始,但上升到电池包结构的通用化,仍旧有较长的路要走。Lnwednc

Lnwednc

责编:Admin
文章来源及版权属于汽车电子设计,EDN电子技术设计仅作转载分享,对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。如有疑问,请联系Demi.xia@aspencore.com
汽车电子设计
博主和汽车电子的行业的工程师们一起交流、探讨、思考的小结,以作为技术交流和沟通的桥梁。
  • 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”
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