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出品

虎嗅汽车组

作者

王笑渔

编辑

周到

头图

视觉中国

“当下不投新能源,就像20年前没买房。”——这是经济学家任泽平博士,在年新能源汽车产业链投资年会上演讲时提出的观点。

他还认为,新能源车的发展其实离不开我国的大背景。我们处在一个伟大的国度,一个蓬勃发展的时代。“现在新能源对于经济贡献还不如房地产的十分之一,但是增长速度非常快,以翻倍的速度增长,年大家想如果再翻倍增长呢?”

从乘联会的官方数据来看,年注定是新能源汽车“翻倍式增长”的一年。年全年,预估新能源批发在万辆,较年同比增96%。其中,1-11月,新能源汽车累计销量已经达到万辆,相较于年同比增长.1%。

在市场规模“蒙眼狂奔”的同时,我们不妨冷静思考一下:“这一年,中国新能源汽车,到底有没有实现核心技术的突破呢?接下来,我们将从五个维度,复盘新能源汽车在技术层面的变化与趋势。

动力电池:别等固态电池了

续航里程,一直是新能源汽车发展之路上的“绊脚石”。纵观年的新能源汽车行业,电池技术的迭代已经进入一个新的瓶颈阶段。

从年第11批新能源车免车购税目录看,续航里程大于公里的车型,在年只有不到30款,年提升至58款,而年爆发增长至款。这意味着,长续航里程的纯电车型正在激增,用户可选择的产品也比早些年确实更多了。

但从技术角度而言,电池能量密度的提升进度比较缓慢。其中,电池能量密度在Wh/kg左右的车型最多,达到了87款。其次是Wh/kg左右的车型,有65款。所以,在电池能量密度这一关键指标上,整个行业呈现出纺锤形的结构——中不溜的产品很多,但技术突出的少。

诚然,真正能够突破Wh/kg的量产车型并不多见,最早是特斯拉Model3的20圆柱形锂电池,电池能量密度能做到Wh/kg。随后就是宁德时代的麒麟电池,在年第四季度亮相于极氪车型上,电池能量密度突破了Wh/kg。

就目前来看,增加续航里程有两条路径:

一条是材料创新,比如固态电解质、磷酸锰铁锂、富锂锰基、硅基负极、钠离子电池等新型材料的商业化应用,从电芯根源让续航里程变得更长;

另一条是结构创新,像比亚迪的刀片电池、宁德时代的麒麟电池、特斯拉的电池,本质上都是对电芯或者电池包结构的改变,增加体积空间利用率,让整车的续航里程变得更长。

年初,新能源汽车行业曾设想,固态电池可以破除液态电池车的里程焦虑、充电焦虑、安全性等多方面的桎梏。但时至今日,固态电池的概念仍在天上飘。

于是,很多中国车企和动力电池企业,在技术路线上普遍选择折中方案——半固态电池。早在年初,蔚来就宣布ET7将搭载kWh半固态电池,并实现0公里续航里程。最开始定下的交付时间为年第四季度,但根据最新的消息,已经延期到了年上半年。

与蔚来在材料上进行尝试不同,极氪就在电池包结构上进行创新。

麒麟电池

同样是实现0公里的续航,极氪用的是宁德时代的kWh麒麟电池包,达到公里的CLTC综合工况续航里程。选装价格为10.3万元,限量0台,将于年二季度开始交付。而麒麟电池,就是宁德时代的第三代CTP电池技术,本质上就是在电池包结构上进行优化。

在年推出暗信号栏目中,虎嗅汽车发布过一篇名为《为什么电动车看上去都那么胖?》的文章。文中,详细介绍了,CTP技术和CTC技术的发展情况:

目前,电动汽车产业链中将电池包分为三个发展阶段:其中,由电芯——模组——PACK(即电池包)构成的层级结构被称之为1.0阶段;去掉模组或减少模组数量,由电芯直接成组构成PACK,该结构被称之为CTP(CelltoPACK),比如宁德时代麒麟电池;而最后则是终极方案:CTC(CelltoChassis),将电池直接放置在底盘上,也就是传说中的电池底盘。

年4月,特斯拉宣布在得州工厂下线的ModelY,就开始使用由电池构成的能量单元,并采用CTC电池底盘的方案进行整车装配。此时的ModelY已经采用了彻底无模组的设计,所有电池均放置在底盘上,呈蜂窝状排列并削减了垂直方向的车身结构尺寸,由电池直接在上下面板上提供力支撑,加强了在车辆面对极限驾驶时的扭转对抗能力。

特斯拉CTC电池底盘方案带来的好处是明显的。得州工厂生产的ModelY相比上海工厂的同车型车重降低了10%,续航里程增加了14%。更重要的是,生产制造的单位成本降低7%,单位投资下降了8%,工厂的生产效率也大大提升了。

事实上,意识到了CTC电池底盘方案好处的不止有特斯拉。比亚迪从海豹车型开始,采用的是与CTC技术类似的CTB(CelltoBody)技术。此外,宝马、大众、沃尔沃等车企与供应商都在布局相关领域,量产车型也将在年之后陆续上市。

可以预见的是,在固态电池和半固态电池,未实现大规模量产之前,以CTP和CTC技术为主的结构创新,仍是车企在年内解决续航里程焦虑最主要的解题思路。

智能制造:半分钟造一辆车

电池技术的结构创新,最核心的一环在于制造。

年9月,特斯拉在电池日上发布大圆柱电芯和CTC技术的同时,还一并发布了“一体化压铸技术”。因为,一体化压铸通过与CTC技术的结合,可以将制造成本以及车身重量进一步压低。比如,特斯拉ModelY的整车车身,就是由一体化压铸前车身+CTC+后车身组合而成。

在暗信号栏目中,虎嗅汽车曾发布了一篇名为《半分钟造一辆车:特斯拉的这项绝技,蔚小理也想要》的文章。其中详细介绍了一体式压铸技术对成本、效率的提升,以及技术背后的次生问题。

在一体式压铸工艺的加持下,原本Model3车身后底板上70多个零件,在新车上被缩减为下面2个零件。这样做的直接好处就是,整车生产时间被极大压缩。原本需要1-2个小时的工时,将被特斯拉压缩至最短45秒,制造成本降低40%。

特斯拉CEO埃隆·马斯克曾为得克萨斯州超级工厂规划产能是每年0万辆,也就是说届时每半分钟就有一辆特斯拉下线。而在减少焊接点方面,得州工厂生产的ModelY仅有50个。而焊接车间的工人,也可以减少至20-30人,相比之前缩减90%。

更重要的是,一体式压铸机的占地面积仅有平方米。如果将现有生产工序尽可能地替换为一体式压铸,工厂面积能够缩减30%。在特斯拉得州工厂内,就已经布置了1台吨级的压铸设备,用于ModelY的生产,它可以直接制造出ModelY的前后两段式的车身,最后把CTC电池底盘相结合,整台车的车身也就出来了。

一体式压铸机GigaPress

除了特斯拉之外,小鹏、蔚来、沃尔沃以及财大气粗的大众集团都在布局该工艺。其中,蔚来在年底宣布开发了可用于大型压铸件免热处理的材料,即将被用于去年下半年量产的ET5上。小鹏则在武汉工厂加入了一体式压铸车间。沃尔沃在其Torslanda工厂引入了铝制部件一体式压铸产线,以便生产下一代电动车型。大众在德国狼堡的产线也在计划引入相关技术。

一体式压铸工艺对于车企而言虽然有挑战,比如压铸工艺的复杂程度高、模具存在排气问题等等。但为了最终降本增效的目的,大家还是得硬着头皮上。

但对于消费者而言,新工艺带来的后果只能用喜忧参半来形容了。一体式压铸技术所带来的维修贵问题,日益成为大家



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