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电芯能量密度变迁史

2020/09/19
514
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接昨天的文章,其实有一个很重要的现象,就是随着电芯 / 系统的集成效率的提高,为了满足条线的要求,电芯能量密度的比例往回走了。按照市场环境走,从安全、成本和特性上考虑,估计以后中低端车里面都不太谈能量密度的事情了。

图 1 两个月没看数据,180Wh/kg 以下的电芯的数量在快速提升

01、仔细看 8 月 BEV 电芯能量密度的数据

我们来看 8 月的数据,这个是非常有意思的分类和统计

1) LFP 电芯

从低成本电芯角度来看问题,一方面几个厂家目前主流把 LFP 电芯的能量密度做到了 170Wh/kg 以上,这部分电芯也确实在 LFP 里面占到了主流。下一步可能会进一步往 A00 和 A0、A 级渗透,这个趋势是难以避免的。

图 2 LFP 电芯在 8 月的主要趋势

2) 三元电芯

如下图所示,其实能得到一些初步的结论:

2.1)圆柱电芯:现在特斯拉的需求占 99%,都是高镍的 NCM811 和 NCA 的电芯,能量密度 250Wh/kg 以上。

2.2)软包电芯:软包现在能量密度最高的是零跑使用的 279Wh/kg 的电芯(这个 C 家做的有点尝试的意味在),北汽使用的 269Wh/kg 这两款是超过 260Wh/kg 的。在 240-250Wh/kg 的范围内,万向 A123、亿纬锂能、捷威动力和孚能都有对应的产品。

2.3)方壳电芯:我们能看到 230Wh/kg 的电芯,在从原有的化学体系进行切换;仔细看这些电芯还是在迭代变化的,这个需要根据每个电芯的情况来细说,当然这个事适合线下讨论,我就不在这里多言了。

图 3 三元电芯分三类进行讨论

这里广汽的使用变化需要单独标注下,这个可以看一看,不做评论。

表 1 广汽 8 月的使用

02、低成本和高容量两个方向

1)低成本电芯

其实 SGMW 用的电芯,6722 泰式 LFP 的,1 万多是三元的,到那时普遍的特点都是能量密度低于 180Wh/kg,在这个问题上也客观说明 20kwh 以内的电池系统,拿掉补贴的要求,面向低成本电芯来看,能量密度以后不再是一个那么追求的目标。其实最近的电动自行车和 A00 级别合并需求以后,这个趋势就已经成为一个必然发展的结果。

表 1 面向最广泛使用的电芯

磷酸铁锂

6722

169

50

173

24

175

5170

178

1478

三元材料

10360

164

10355

242

5

2) 高容量电芯

如下图所示,我把大于 70kWh 的电池系统(横轴)的电芯能量密度(纵轴)勾勒出来,这里是比较明显的。这类车型由于电池重量需要限制在一定的范围内,电芯的能量密度是硬性约束,必然要往上来做。下面能量最低的两个就是刀片电池,这个也没太多话来说,集成效率是比较高的,重也是重的,这里的取舍怎么说呢,在高端高续航车型,高能量密度是必然的趋势。

图 4 电芯能量密度和电池容量

小结:从补贴政策加入能量密度以后,特别是部分高中低无差别的往这个方向跃进,带来的问题是很明显的。好事是我们从 250km 都费劲的状态,现在那家企业不能做个 600km,坏处是带来了很多思维惯性,也把很多企业的经营陷入骤停的阶段。我是觉得最近的整体环境有很大的变化,需要仔细观察才能看清楚未来的发展

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笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。