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软包动力电池的发展现状

汽车电子设计 | 汽车行业方面技术的意见领袖 2020/01/19 12:37

2019年,软包动力电池在国内的发展并不如意,从全球范围内来看,2018-2019年集中上市的车型如捷豹I-pace、现代起亚Kona&Niro、奥迪E-tron、奔驰eQC、保时捷Taycan、大众ID3等,在国内玩家如孚能、捷威、万向A123、微宏、卡耐等整体在纯电动乘用车方面并没有实现对方壳电池有效的成为补充,总的来说比较可惜。

软包电池的运用情况

国内的软包动力电池主要运用在纯电动汽车、插电式混动和混合动力三个主要领域,简单来说如下图所示,主要是在纯电动乘用车中使用。

新知图谱, 软包动力电池的发展现状

图1软包电池的使用领域

在纯电动乘用车领域的来说,我们发现其实最多的还是运用在了A00级别车型上,比例最高,而且非常集中在宝骏的e100/200和奇瑞eQ1系列上。除了小车以外,在部分企业的A级轿车和SUV上做了补充,但是整体的量也比较有限。

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图2软包电芯在纯电动乘用车上的应用

随着这个应用,我们发现在50kWh以内非常多,软包在目前A级和SUV围绕150Ah左右来做的52-54kWh的车的量并不多,大概2.5万台左右。

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图3纯电动乘用车软包电池系统的能量分布

供应商的产品更新

形成以上局面的,很大一部分原因是在国内软包领域其实没有获得很大的客户认可,从产量上面也没有获得像方壳电池的正向激励。我个人认为,想把软包的质量做好,工艺层面需要耗费非常多的时间,而这方面的知识和资源储备比方壳电芯要差一些。所以这个局面就是市场不大,而且分得比较散。

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图4国内乘用车软包市场格局

我把下面两个典型的企业产品给做了罗列,这两家在国内软包市场的份额还是比较领先的,但是原有的电芯规格的出货量还是占了大头,面向未来的VDA模组的出货量只占了40%不到。这一方面也是客户需求的问题,另一方面也表明上面所说的预期投产的速度是赶不上方壳头部企业的产能投放速度的。在老的产线上的Lesson Learn,在新的产品尺寸规格变化以后,要花挺长的时间才能把产品的良率进一步的提升。另外一方面就是软包电芯,虽然能量密度看上去比较高,在成组中所需要花费的心血其实比方壳电芯要大很多。

表1主要的两家软包电池的规格和成组方式

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在电芯的容量和能量密度的对应关系方面可以通过下图所示,目前大部分集中在50Ah左右的电芯方面,单体能量密度在240-250Wh/kg。

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图5软包电芯的容量和能量密度

也正是因为软包电芯的容量比较小,在成组过程中需要很多的附件,所以整包的能量密度损失很大,如下图所示,之前想要爬上140Wh/kg就要费一番功夫,达到160Wh/kg的要求,目前的产品还是比例比较小。由于软包的铝塑膜的冲深的限制,软包的发展方向是向长度和高度方向寻找空间,从双端方形的电芯到355&390模组的就需要一轮技术跟进,再往590模组的电芯来做还要一番更新。

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图6软包电芯到电池系统的转化率情况

如果我们把方壳电芯作为红军,软包电芯作为蓝军,在红军一路做厚、做高和做宽,好几个维度一路把电芯的容量做到单颗231Ah以上的时候,软包还卡在80Ah左右。所以就需要很多的单体并联2P和3P使用,这样也限制了所能组合出来的能量梯度。两相比较,在目前的成本竞争压力下,软包在做大容量的电池系统方案的时候,可能暂时处在了下风。

小结:2018年中的时候,没有考虑过退坡对于电芯企业的成本压力是那么大,在一系列的变化之下,走大容量电芯的方壳路线在国内占据了绝对的上风,没有跟随的大部分企业在这半年的变化中被洗了一道。在这个判断中,对于规模化的降本因素占据了最重要的考核要素,是之前没考虑到了,这个战略考虑使得动力电池的局面都随之改变。

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