鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:841次 | 2020年02月24日
大眾汽車:我的電池我做主
大眾汽車全球的動(dòng)力鋰電池布局,雛形初現(xiàn)。
早在2017年七月,大眾汽車就被傳與寧德時(shí)代、嘉能可(Glencore)簽訂2萬(wàn)噸鈷產(chǎn)品的三方供貨協(xié)議。雖然3家公司均未對(duì)此置評(píng),但后來(lái)的事實(shí)證明,大眾汽車從未停止電池原材料領(lǐng)域的籌劃,并成立了電氣化原材料團(tuán)隊(duì),專門從事原材料行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研和業(yè)務(wù)拓展。
與此同時(shí),大眾汽車一邊繼續(xù)擴(kuò)大電芯供應(yīng)商朋友圈,和SKI、寧德時(shí)代、LG等確定了采購(gòu)關(guān)系;一邊加速自研、(合作)自產(chǎn)電池,與新創(chuàng)電池公司Northvolt合資建廠,并組建300名專家的電池研發(fā)團(tuán)隊(duì),投產(chǎn)電池試生產(chǎn)線。
在眾多布局中,位于德國(guó)下薩克森州Salzgitter市的電池卓越中心,堪稱大眾汽車動(dòng)力鋰電池戰(zhàn)略決策的司令部,承擔(dān)著大眾汽車集團(tuán)動(dòng)力鋰電池研發(fā)、采購(gòu)和質(zhì)量管控的任務(wù)。
用該中心負(fù)責(zé)人FrankBlome的話稱,電池卓越中心試生產(chǎn)的啟動(dòng),是大眾汽車在Salzgitter市建立超級(jí)工廠(gigafactory)的重要一步他所指的正是大眾汽車和Northvolt在該市合資投建的電池工廠。
雖然FrankBlome曾公開表示,大眾汽車尚無(wú)獨(dú)立自產(chǎn)電芯的計(jì)劃,量產(chǎn)電池重要來(lái)自供應(yīng)商和合作生產(chǎn)的公司。但從目前的布局來(lái)看,從原材料供應(yīng)、電芯開發(fā)、電池系統(tǒng)裝配,到電池回收,以及現(xiàn)有供應(yīng)商體系維護(hù),大眾汽車都已有部署。
大眾汽車重要?jiǎng)恿︿囯姵夭季?/p>
2017年十二月,大眾汽車公布的一則任職聲明引發(fā)了外界關(guān)注。
聲明稱,自2018年一月一日起,F(xiàn)rankBlome將成為大眾汽車電池卓越中心的負(fù)責(zé)人。時(shí)年48歲的FrankBlome擁有電器工程學(xué)位,以及22年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn),曾擔(dān)任大陸集團(tuán)電驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目總經(jīng)理和DeutscheACCUmotive公司董事會(huì)主席。
DeutscheAccumotive成立于2009年,負(fù)責(zé)戴姆勒旗下混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車電池的研發(fā)和生產(chǎn)。
2017年五月,戴姆勒宣布,將新建一座號(hào)稱超級(jí)工廠(gigafactory)的電池工廠,加速電動(dòng)汽車開發(fā),參與該工廠開幕儀式的,除了德國(guó)總理默克爾、時(shí)任戴姆勒CEO蔡澈,還有FrankBlome。
比起FrankBlome從戴姆勒跳槽到大眾汽車,人們更在意的是,大眾汽車為動(dòng)力鋰電池部門專門設(shè)立了一個(gè)新的高管職位,足見其對(duì)電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)的重視。
據(jù)介紹,電池卓越中心擁有約300人的專家團(tuán)隊(duì)。300名電池專家是什么概念?不妨橫向比較一下。十一月十四日,寶馬集團(tuán)在慕尼黑啟動(dòng)的全新電芯技術(shù)中心目前擁有200名電池專家,Northvolt的全部員工也不過(guò)500多人。
而由FrankBlome帶領(lǐng)的電池卓越中心不負(fù)所望,上任不到兩年,就建立起大眾汽車第一條動(dòng)力鋰電池試生產(chǎn)線。
九月二十三日,大眾汽車宣布,耗資1億歐元在電池卓越中心建設(shè)的電池試生產(chǎn)線正式啟動(dòng),該生產(chǎn)線將重要用于開發(fā)、測(cè)試、試用創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù),以獲得動(dòng)力鋰電池研發(fā)和生產(chǎn)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。
試生產(chǎn)線啟動(dòng)儀式上,F(xiàn)rankBlome稱,該產(chǎn)線的工作將保證大眾汽車電池的性能、成本和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì),進(jìn)而掌握從原材料到生產(chǎn)、回收的全價(jià)值鏈技術(shù)。
只有積累自己的經(jīng)驗(yàn),才能在發(fā)展和市場(chǎng)初期確立技術(shù)路線。在對(duì)電池卓越中心的介紹頁(yè)面上,寫著這樣一句話,大概可以概括大眾汽車對(duì)該中心的期待,以及動(dòng)力鋰電池布局的總體觀念。
大眾汽車方面介紹,在大眾集團(tuán)的電池戰(zhàn)略中,電池卓越中心發(fā)揮了關(guān)鍵作用。該中心的重要功能包括集團(tuán)范圍內(nèi)所有電池產(chǎn)品研發(fā),采購(gòu)、質(zhì)量管控等,以確保大眾汽車電池和電動(dòng)汽車的成本優(yōu)勢(shì)和核心競(jìng)爭(zhēng)力。
另外,選擇Salzgitter市建設(shè)電池卓越中心,對(duì)大眾汽車電動(dòng)汽車布局的物流優(yōu)勢(shì)也很明顯。比如,十一月四日,下線大眾汽車旗下首款I(lǐng)D.車型純電動(dòng)ID.3的德國(guó)茨維考工廠,距離Salzgitter市只有300公里路程。
自2017年起,大眾汽車集團(tuán)的電池業(yè)務(wù)已經(jīng)逐步向電池卓越中心整合。
積累自己的經(jīng)驗(yàn),大眾汽車對(duì)電池卓越中心寄予厚望。正如大眾汽車CEO迪斯所說(shuō),長(zhǎng)期來(lái)看,我們一定不能依賴少數(shù)幾家亞洲電池供應(yīng)商。
電池卓越中心試生產(chǎn)是如何進(jìn)行的?從官方公布的試生產(chǎn)線素材,我們可以窺見大眾汽車對(duì)電池研發(fā)、質(zhì)量管控的一些細(xì)節(jié)。
大眾汽車官網(wǎng)介紹,在電池漿料生產(chǎn)環(huán)節(jié),對(duì)計(jì)量精度和環(huán)境清潔度的要求極為苛刻,工作人員要穿著特殊制服;最大壓力為200噸的輥壓機(jī),輥壓厚度的偏差最大不超過(guò)4微米,相當(dāng)于人類頭發(fā)直徑的1/25;疊片精度達(dá)到±0.3毫米。
FrankBlome介紹,大眾汽車全新電池系統(tǒng)有形似巧克力棒的扁平形狀,每套電池系統(tǒng)由數(shù)量不同、但基本結(jié)構(gòu)相同的電池模塊組成。這種模塊化結(jié)構(gòu)十分靈活,車輛需求的續(xù)航里程越長(zhǎng),模塊數(shù)量越多。這樣的電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能同時(shí)提升電動(dòng)汽車的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。
大眾汽車的電池技術(shù)是如何配合其全新的電動(dòng)汽車平臺(tái)的?
到目前為止,大眾汽車旗下電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)重要在德國(guó)下薩克森州的Braunschweig工廠裝配,大眾汽車e-Golf和e-up!的電池包就出自這里。
不過(guò),這些老款大眾汽車電動(dòng)汽車的綜合續(xù)航都不超過(guò)300公里,難以適應(yīng)眼下不少電動(dòng)汽車用戶的出行需求。
MEB平臺(tái)鋰離子電池廠家的出現(xiàn)改變了這一局面。
大眾汽車方面宣稱,基于MEB平臺(tái)開發(fā)的ID.家族,續(xù)航里程在330公里-550公里之間。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)續(xù)航要求,大眾汽車開發(fā)了全新的電池系統(tǒng),以為消費(fèi)者供應(yīng)更多續(xù)航選擇。
2018年四月,大眾汽車與Braunschweig工廠簽訂合同,后者每年為其生產(chǎn)的電池包多達(dá)50萬(wàn)套,其中相當(dāng)一部分正是MEB平臺(tái)的電池包。
值得一提的是,早在2017年,就有外媒報(bào)道稱,大眾汽車正在開發(fā)高端電動(dòng)汽車平臺(tái)PPE,應(yīng)用于旗下保時(shí)捷、奧迪、賓利等品牌的電動(dòng)汽車。
2018年三月,時(shí)任奧迪技術(shù)研發(fā)總監(jiān)PeterMertens確認(rèn),未來(lái),保時(shí)捷MissionE的生產(chǎn)平臺(tái)J1和奧迪E-TronQuattro的生產(chǎn)平臺(tái)MLB都將被PPE平臺(tái)替代。不過(guò),大眾汽車目前沒有公開PPE平臺(tái)的更多細(xì)節(jié),該平臺(tái)的電池開發(fā)、生產(chǎn)等細(xì)節(jié)信息尚不可知。
值得一提的是,集團(tuán)層面,2019年一月,大眾汽車集團(tuán)成立獨(dú)立業(yè)務(wù)實(shí)體VolkswagenGroupComponents,重要負(fù)責(zé)集團(tuán)旗下電動(dòng)汽車相關(guān)零部件開發(fā)和生產(chǎn)。
VolkswagenGroupComponents下屬5個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域:動(dòng)機(jī)和鑄造零部件、變速箱和電動(dòng)系統(tǒng)、底盤、座椅、電動(dòng)出行(E-Mobility),電動(dòng)出行領(lǐng)域包括電池、充電基礎(chǔ)設(shè)施、電池回收業(yè)務(wù)。
大眾汽車方面稱,獨(dú)立成立VolkswagenGroupComponents,目的之一就是加速Braunschweig工廠的電池生產(chǎn),順利實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)50萬(wàn)套電池系統(tǒng)的目標(biāo)。
未來(lái),更多大規(guī)模批量供應(yīng)ID.家族車型的電池,相當(dāng)一部分將來(lái)自大眾汽車和Northvolt的合資電池廠即FrankBlome所說(shuō)的超級(jí)工廠。
超級(jí)工廠并非大眾汽車獨(dú)創(chuàng)。gigafactory一詞原本是特斯拉為稱呼其在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州工廠生造的詞語(yǔ),字面意思是能生產(chǎn)以吉瓦時(shí)(giga)單位計(jì)的電池的工廠。
兩年前,時(shí)任大眾汽車CEO穆勒公開批評(píng)特斯拉產(chǎn)量低、燒錢快。如今,大眾汽車掌門人迪斯承認(rèn)特斯拉是值得尊敬的對(duì)手,又自稱要建gigafactory,頗有點(diǎn)挑戰(zhàn)特斯拉的意思。
巧合的是,Northvolt的創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)中,有兩名關(guān)鍵成員就來(lái)自特斯拉。
六月十三日,大眾汽車宣布,計(jì)劃2019年與Northvolt公司以50:50的股比成立合資公司,并在Salzgitter市建設(shè)一座初期產(chǎn)能為16GWh的電池工廠。該工廠最早將于2020年開始建設(shè),并于2023年底或2024年初開始,為大眾汽車生產(chǎn)電池。
大眾汽車對(duì)Northvolt的投資額達(dá)到9億歐元,部分資金用于設(shè)立合資公司,剩余部分將直接對(duì)Northvolt投資,并收購(gòu)該公司約20%的股份。
為何大眾汽車選擇Northvolt,這家成立只有3年的新勢(shì)力?
一方面,Northvolt的朋友圈堪稱豪華。除了大眾汽車,ABB集團(tuán)、寶馬集團(tuán)、大眾汽車汽車旗下斯堪尼亞集團(tuán)、西門子、瑞典電力公司SkellefteKraft、歐洲投資銀行、丹麥發(fā)電機(jī)制造商Vestas、加拿大鋰業(yè)公司NemaskaLithium等都是Northvolt的合作伙伴。
另一方面,Northvolt和大眾汽車都極為看重高能量密度電池研發(fā)。
大眾汽車汽車預(yù)測(cè),到2020年,鋰離子電池單體比能量將達(dá)到300瓦時(shí)/千克,到2025年,這一數(shù)值將達(dá)到350瓦時(shí)/千克。據(jù)FrankBlome介紹,Northvolt和大眾汽車合資電池廠生產(chǎn)的電池能量密度能達(dá)到300瓦時(shí)/千克。
Northvolt對(duì)能量密度的追求更激進(jìn)。
Northvolt首席發(fā)展官YasuoAnno稱,Northvolt的電池產(chǎn)品,雖然起步和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的能量密度相當(dāng),或者高一點(diǎn),但到2030年,Northvolt的電池能量密度要比目前翻一番。
目前,Northvolt的量產(chǎn)產(chǎn)品尚未問世,但按照YasuoAnno的說(shuō)法,2030年,該公司的電池能量密度可能比大眾汽車預(yù)測(cè)的350瓦時(shí)/千克還高。
另外,Northvolt以方形電池為主的封裝方式很可能與大眾汽車汽車的技術(shù)路線契合。
YasuoAnno表示,目前,Northvolt聚焦于開發(fā)高能量方形電池,重要用于汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng),圓柱電池則重要用于工業(yè)設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品。
大眾汽車負(fù)責(zé)電動(dòng)出行業(yè)務(wù)的副總裁MatthewRenna則強(qiáng)調(diào),MEB平臺(tái)車型將采用軟包和/或方形電池,這兩種封裝方式更靈活,更易于散熱。
大眾汽車方面介紹,2025年前,大眾汽車在亞洲和歐洲的動(dòng)力鋰電池需求量分別達(dá)到150GWh,但目前,歐洲現(xiàn)有的動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能僅有20GWh。因此,和Northvolt合資工廠量產(chǎn)之前,大眾汽車對(duì)電池供應(yīng)商的依賴不可避免。
2019年十一月十三日,大眾汽車在美國(guó)田納西州Chattanooga市工廠的擴(kuò)建動(dòng)工儀式上,宣布將在該工廠旁修建另一座電池組裝廠,該廠組裝的正是來(lái)自SKI美國(guó)新電池廠的電芯。
大眾汽車和現(xiàn)有供應(yīng)商簽訂的長(zhǎng)期供貨合同,足以滿足第一階段電動(dòng)汽車需求。根據(jù)大眾汽車官網(wǎng)消息,目前,大眾汽車在歐洲的電池供應(yīng)商包括LG化學(xué)和SKI,我國(guó)有寧德時(shí)代,美國(guó)有SKI。
不過(guò),大眾汽車已經(jīng)或正在接觸的電池公司可能遠(yuǎn)不止這些。
2019年八月二十三日,彭博社援引消息人士的話稱,大眾汽車正在尋求入股某(幾)家我國(guó)電池公司,其中一家是國(guó)軒高科;同月,彭博社再次爆料稱,奧迪汽車表示正在與比亞迪就動(dòng)力鋰電池供貨一事進(jìn)行商談。
關(guān)于電池供應(yīng)商,大眾汽車的心情或許是復(fù)雜的。
2019年二月,德國(guó)媒體ManagerMagazin報(bào)道稱,大眾汽車正在和SKI就在歐洲共建電池廠一事談判,但此時(shí)的大眾汽車,已經(jīng)和LG成立了一個(gè)特別工作組,以確保電池穩(wěn)定供應(yīng)。
據(jù)ManagerMagaz鋰離子電池in消息,LG獲知此事后,威脅大眾汽車汽車稱,將在某種情況下停止對(duì)其供應(yīng)動(dòng)力鋰電池。但也有傳聞稱,大眾汽車和LG不和的導(dǎo)火索是前者壓價(jià)過(guò)低,讓后者難以接受。
給大眾汽車帶來(lái)麻煩的另一家電池供應(yīng)商是三星。
2019年五月,彭博社援引知情人士的話稱,三星原本同意向大眾汽車汽車供應(yīng)20GWh的電池,但在后期談判中,雙方出現(xiàn)分歧。最終,三星將供貨量砍到不足5GWh。
一邊是加速自研、自產(chǎn)電池,另一邊又密切與亞洲電池公司接觸,都是大眾汽車迫在眉睫的任務(wù)電動(dòng)化戰(zhàn)略已經(jīng)確定,核心技術(shù)卻沒有話語(yǔ)權(quán),大眾汽車不能允許被供應(yīng)商脅迫斷供的事再次發(fā)生。
避免電池?cái)喙?,不僅要確保電池廠供貨,原材料供應(yīng)也不可缺。
2017年七月,路透社援引消息人士的話稱,早在2016年十月,大眾汽車就和鈷礦巨頭Glencore,以及寧德時(shí)代簽署了一份長(zhǎng)達(dá)4年的三方供貨協(xié)議,Glencore向?qū)幍聲r(shí)代出售2萬(wàn)噸鈷產(chǎn)品,而大眾汽車則會(huì)從寧德時(shí)代采購(gòu)電池。
雖然以上三方一直未對(duì)該報(bào)道置評(píng),但大眾汽車方面表示,從礦石開采、原材料加工、電芯生產(chǎn)、組裝,到整車裝配,大眾汽車電池專家有全產(chǎn)業(yè)鏈的考量。尤其是原材料供應(yīng)方面,大眾汽車的采購(gòu)重點(diǎn)已經(jīng)從傳統(tǒng)的歐洲和我國(guó)市場(chǎng),調(diào)整到澳大利亞、剛果、南非和我國(guó)。
由于鈷礦開采,尤其是剛果的鈷礦工廠涉及童工和非法勞工雇傭等社會(huì)問題,大眾汽車方面強(qiáng)調(diào),小規(guī)模、非法開采的鈷產(chǎn)品不會(huì)進(jìn)入其供應(yīng)鏈。
另外,大眾汽車宣稱,在下一代動(dòng)力鋰電池中,鈷的含量將顯著降低。大眾汽車的中期目標(biāo)是,將目前12%-14%的鈷含量降至5%以下,未來(lái),完全無(wú)鈷的動(dòng)力鋰電池也有可能實(shí)現(xiàn)。
鋰產(chǎn)品方面,2019年四月八日,贛鋒鋰業(yè)公布通告稱,與大眾汽車簽署了長(zhǎng)期鋰供應(yīng)諒解備忘錄,未來(lái)十年內(nèi),將為大眾汽車及其供應(yīng)商供應(yīng)鋰化工產(chǎn)品。
大眾汽車首席采購(gòu)官StefanSommer將這筆交易稱作對(duì)大眾汽車電動(dòng)汽車攻勢(shì)具有關(guān)鍵戰(zhàn)略意義的一步。
大眾汽車電動(dòng)汽車采購(gòu)部主觀MichaelBäcker則表示,與贛鋒鋰業(yè)達(dá)成的供貨協(xié)議,是大眾電氣化原材料團(tuán)隊(duì)(e-RawMaterialTeam)經(jīng)過(guò)廣泛市場(chǎng)分析后達(dá)成的。這支團(tuán)隊(duì)的核心任務(wù)是與原材料行業(yè)建立密切聯(lián)系,確保動(dòng)力鋰電池價(jià)值鏈(供應(yīng))的可持續(xù)性。
動(dòng)力鋰電池回收已提上大眾汽車的議事日程。
大眾汽車方面介紹,2020年,大眾汽車集團(tuán)將在Salzgitter市建立一座動(dòng)力鋰電池試點(diǎn)回收工廠。初期,該工廠的年回收能力約為1200噸/年,大約相當(dāng)于3000輛電動(dòng)汽車的退役電池量。大規(guī)模回收至少要等到2020年末,屆時(shí),首批規(guī)?;a(chǎn)的電動(dòng)汽車電池壽命將達(dá)到終點(diǎn)。
目前,大眾汽車電池卓越中心的專業(yè)正在研究動(dòng)力鋰電池回收技術(shù)。
那么,大眾汽車的電池是如何回收的?
首先,依據(jù)特殊的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),對(duì)退役電池進(jìn)行分析,根據(jù)不同測(cè)試結(jié)果,退役電池或被重復(fù)利用,或被分解回收。
重復(fù)利用的一個(gè)典型場(chǎng)景是快速充電樁。例如,第一批MEB平臺(tái)電動(dòng)汽車的電池退役后,部分將為大眾可移動(dòng)式充電樁供應(yīng)能量。這些充電樁配備了360千瓦時(shí)的電池組,每個(gè)充電站直流快速充電功率達(dá)到100千瓦。
無(wú)法直接利用的電池將在Salzgitter工廠被分解回收。
首先,將單個(gè)電池粉碎,粉碎后的材料進(jìn)行干燥和篩分,其中提取出的的鎳、錳、鈷、鋰等價(jià)值較高的原材料被稱為黑粉末(blackpowder),這些鋰離子電池材料可以單獨(dú)分離出來(lái),用于全新電池的生產(chǎn)。
大眾汽車方面強(qiáng)調(diào),由于貴金屬原材料的采購(gòu)和處理造價(jià)高昂,因此,Salzgitter電池回收工廠只是試點(diǎn)項(xiàng)目,重要目的是培訓(xùn)大眾自己的員工掌握電池回收技術(shù)。為未來(lái)幾年,大眾將在多地部署更多電池回收廠,不僅有利于環(huán)保,也利于提升大眾電動(dòng)汽車生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。
目前,大眾汽車動(dòng)力鋰電池原材料的回收率約為53%,Salzgitter電池回收工廠建成后,回收率將提升至72%,而大眾汽車的長(zhǎng)期規(guī)劃是,原材料回收率達(dá)到97%。這樣,才能實(shí)現(xiàn)大眾汽車電動(dòng)化可持續(xù)發(fā)展的終極目標(biāo)。
未來(lái)10年,大眾汽車將在全球推出75款純電動(dòng)汽車型,近60款混合動(dòng)力車型;純電動(dòng)汽車銷量達(dá)2600萬(wàn)輛(約2000萬(wàn)輛基于MEB平臺(tái)生產(chǎn),約600萬(wàn)輛基于PPE平臺(tái)生產(chǎn)),混合動(dòng)力車型銷量近60鉅大鋰電0萬(wàn)輛。
從原材料、電芯、系統(tǒng),到整車、回收,大眾汽車全球范圍內(nèi)的動(dòng)力鋰電池閉環(huán)鏈條初步形成,能否順利實(shí)現(xiàn)如此雄心勃勃的電動(dòng)汽車規(guī)劃?
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