今年以来,国内新能源车市掀起降价潮,以年初特斯拉将两款国产车价格降至历史低点为号,问界、小鹏随后跟进,号称“永不降价”的蔚来旗下全系车型也在6月降价高达3万元。
8月开始,新能源车市降价再度进入新一轮高潮,特斯拉中国宣布年内第二轮调价,10余个品牌先后加入,包括零跑、上汽大众、长安福特、哪吒、极氪、欧拉等等,降价范围1.5万元-3万元不等。
以“油电平价,颠覆燃油”的口号,国内新能源汽车试图进一步抢占燃油车的市场。
以价换量的效果也逐渐显现,今年1-9月,国内新能源汽车累计产销已经达到631.3万辆和627.8万辆,同比分别增长33.7%和37.5%,市场占有率达29.8%。其中9月市场占有率达31.6%,实现连续4月超过30%以上。
在新能源汽车价格体系重塑之际,车企对于动力电池的安全、成本、性能也提出了更高的诉求。能否解决电池热失控问题,价格是否具有竞争力,续航里程多长,充电速度达到多少,循环寿命多长等等,都成为动力电池企业竞逐市场的必答题。
事实上,围绕产品安全、降本、性能升级,动力电池企业的技术创新早已展开。如46系大圆柱、长薄型刀片电池、SPS大软包方案等等。
大圆柱电池可兼顾高安全、高性能优势,且一致性较好,生产效率上限高,成组也更为简单,由此戳中了车企降本的心思。长薄型电池兼具安全性、长寿命和长续航,CTP结构打破LFP电芯性能桎梏,也不断获得车企的青睐。
相比于方形和圆柱电池,软包电池的创新及降本显得更为困难。一是,软包产品一致性较难把控,这对企业的技术水平、制造工艺等提出了更高的要求。二是,铝塑膜等部分原材料及生产设备的采购渠道较为单一,相关供应商一旦出现问题,将对软包电池生产供应产生一定的影响。三是,软包由于结构强度不足,模组难以取消导致成组效率低等等。
就在行业认为软包电池很难再有突破时,孚能科技自主研发的SPS(Super Pouch Solution)超级软包解决方案,给行业提供了另一种解题思路。
有人说,阻止人类科技文明进步很重要的一点就是同质化,很多问题不应该只有一种答案。
因此,无论是方形、圆柱还是软包技术路线,能够持续创新升级,应对新能源汽车市场的复杂性与多样性,持续探寻安全、成本、性能组合的最优解。用不同的技术路线从不同的角度去满足客户需求,实现商业场景闭环,才是对新能源汽车产业最有利的促进。
SPS创新结构“破难题”
孚能科技SPS超级软包解决方案主要围绕大软包电芯、大软包电池系统、大软包电池制造三个核心点进行产品创新升级。
尤其在电池包结构层面,带来了不少让人眼前一亮的革新设计。
传统软包模组中的电芯常用竖放形式,且为了抑制电芯的膨胀并增加强度,每个模组都有侧板和端板这样的结构件存在。但电池箱体的高度往往随车型不同而多变,当电芯的宽度大于电池箱体高度一半时,箱体中只能布置一层电芯,箱体顶部空间将会无法利用,浪费严重。
而孚能科技转换了思路,首先是去模组化,通过液冷板+一体式压板+塑料端板将电芯集成在箱体的成组方式,替代了传统模组+箱体的结构形式。
同时,用塑胶端板替代了传统的金属端板,电芯与电芯之间采用极耳搭接焊接,取消了传统的汇流排,并通过电芯两侧的液冷板对电芯进行双面液冷,从而提高电芯散热效率,同时该液冷板替代了传统箱体的横梁,加强了电池包的强度,达到减重、降本、提升能量密度三个维度的目的。
根据资料,孚能科技SPS使电池系统部件减少50%,材料成本降低33%,提升体积利用率到75%。这意味着,同样的体积大小,SPS结构能装入更多电池,而同样电量的电池包,比如100度电的电池包,SPS结构对比方壳电池包能实现20-30公斤左右的减重。
在保持电池系统底盘尺寸不变的情况下,孚能科技SPS能通过调节卧式布置的大软包电芯厚度,灵活调节电池系统的底盘高度。这意味着,搭载不同能量密度的大软包电芯,能让电池系统拥有从80kWh到150kWh的不同电量,满足车企未来长期的产品需求。同时,能缩短整车企业新车型的研发周期,并降低采购成本,保障稳定供应。
在安全层面,电芯堆叠体两侧设有液冷板,液冷板与电芯堆叠体的侧壁之间填充了导热涂层,电芯堆叠体实现了两面液冷,三面传热,散热效率比模组方案提升了4倍。再配合电芯层面的定向泄压和电池包热电分离,解决了电池包热失控问题。
安全性能有了保障,再加上化学材料的升级,SPS的快充能力也得到了进一步提升。就拿当前市场上常规续航600km、800km和1000km的车型来说,孚能科技SPS大软包方案可根据不同的续航车型定制不同的快充解决方案,助力客户“充电10分钟,续航400km”的快充表现。
“组合拳”协力降本
创新的底层逻辑,还是为了降本。
上述只是SPS创新中的一部分,SPS 电池包系统的革新并不是孤立的,需要材料端、制造端、研发端共同发力。
比如在核心材料铝塑膜端,孚能科技从2021年开始就逐步切换到国产供应商,并与供应链一起联合开发,最终通过多项测试与验证,在产品应用上得到了很好的结果。目前,孚能科技的新项目在铝塑膜环节基本实现了国产化,成本也随之大幅度下降。
在制造端,孚能科技自研了SPS超高速叠片技术,集成了极片放卷、裁切、热复合、多片飞叠、热压等功能,在确保叠片高精度对齐、界面高一致性同时,使叠片速度高达0.125秒/片。
同时,为了提升良品率,孚能科技采用行业先进配置,机器人使用量达1200台,自动化率高达98.5%,品控也做到了PPB级别。
可以说,SPS的创新性结构设计配合生产制造端的进步,软包电池曾经的劣势被一一攻破,其单体高能量密度、高安全性能、长使用寿命、尺寸以及形状设计灵活等多方面优势得以真正激活。
在成本层面,SPS也打破了软包电池给人小众且高价的固有印象。
以往软包电池多出现在豪华品牌车型,甚至是专业电动赛车上,但SPS的推出做到了在保留软包电池高性能优势的前提下,通过化学体系的兼容性、设计及制造成本的降低等多条路径,实现了经济性,给软包电池带来了更多发展空间。
再加上作为无缝升级到动力电池终局形态——固态电池的最佳过渡路线,孚能科技董事长王瑀曾公开表示,“在未来十年的发展过程中,SPS这个结构是最好的结构。”
市场端,孚能软包方案也得到了积极回应。据悉,广汽埃安昊铂GT710km高续航版、昊铂HT 670km版、AION S MAX等车型都搭载了孚能科技三元软包电池,岚图追光和梦想家也在相应车型上选用了孚能科技的SPS产品。
在方壳电池拥有绝对统治权的国内市场,以孚能科技为代表的软包电池企业开始展示自己的破局之道。
纵观全球市场,动力电池领域仍处于技术路线百花齐放、创新技术此起彼伏的阶段,本质依然是不同使用场景中,寻找成本+安全+性能的最优解。在纯电市场续航稳定和车企开始发力补能效率的大环境下,以SPS为代表的创新软包电池产品正在迎来一个新的时代机遇。
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