鉅大LARGE | 點擊量:965次 | 2020年04月30日
從合眾U看NCM811電池
1什么是NCM811三元鋰離子電池
這也許是一篇很枯燥的技術(shù)分享文章,但在退補前的這個時間,它或許將改變下一個新能源市場的走向。電池是與新能源汽車關(guān)聯(lián)度最強的技術(shù)路線之一,無論從整車的制造成本還是實際帶來的產(chǎn)品續(xù)航、能耗以及輕量化等方面,電池技術(shù)路線的選擇對一家車企而言極其關(guān)鍵。
在近日的一次技術(shù)分享會上,目前新造車品牌之一的合眾汽車,對目前其產(chǎn)品所涵蓋的三大技術(shù)維度進行了分享,包括了三電系統(tǒng)、智能駕駛以及官方稱之為“具備情感關(guān)懷”的智能座艙。而其中在三電系統(tǒng)的分享中,這家初創(chuàng)車企在電池技術(shù)路線上大膽的選擇了目前業(yè)內(nèi)熱議的NCM811三元鋰離子電池,而有關(guān)這一選擇,官方也給了多個維度的解釋以及對接下來市場中電池技術(shù)選擇路線的猜想。
●什么是NCM811三元鋰離子電池?
有關(guān)新能源汽車中應(yīng)用的磷酸鐵鋰以及三元鋰離子電池,是過去幾年中我們經(jīng)常普及和比較的兩類電池技術(shù)路線。而從2017年開始,目前全球的新能源汽車已經(jīng)完全進行了從磷酸鐵鋰到三元鋰的路線切換,直至今日,前者幾乎已經(jīng)成為了技術(shù)進程中的淘汰者,市場已經(jīng)完全被三元鋰離子電池所霸占。
而NCM811是三元鋰離子電池當前最前沿的開發(fā)路線之一,NCM代表著其重要成分鎳(Ni)鈷(Co)錳(Mn),而811代表的則是三種成分的配比0.8:0.1:0.1。在NCM811之前,523以及622配比是市場中重要的三元鋰離子電池生產(chǎn)路線,選擇配比的核心是圍繞著提高鎳(Ni)并降低鈷(Co)的含量而進行。在技術(shù)層面,更高的鎳能夠滿足電芯更大的放電比以及相對密度(比容量),但最關(guān)鍵的還是通過不斷的降低鈷含量,來讓電芯的成本更低。
過去幾年中,全球的鈷元素價格已經(jīng)隨著新能源汽車市場的爆發(fā)而沖破了天花板,這也讓電池組制造成本難以下降(甚至有一定惡意壟斷的可能),從而也限制住了車輛終端售價。而從電池生產(chǎn)商到車企角度,如何降低對鈷的依賴性是控制整個成本鏈的關(guān)鍵,因此811配比已經(jīng)成為了目前大家心之向往的三元鋰離子電池路線,可想把這一步埋成功,風險與回報等同。
與NCM811配比同樣嚴苛的還有特斯拉Model3正在使用的NCA配比,其中鈷的含量更低,僅占0.5(0.8:1.5:0.5)。而有關(guān)NCM811與NCA的技術(shù)路線的選擇,也是近一年時間中行業(yè)內(nèi)被討論最多的話題之一,但后者在生產(chǎn)工藝要求以及關(guān)于生產(chǎn)線的改造難度都更大,NCM811則成為了短時間內(nèi)更被看好的方向。但從目前我國新能源補貼政策結(jié)束期來看,2020年之后,鈷價格的變化才能真正決定兩類前沿的電池技術(shù)誰更會被采用。
進入2019年之后,從國內(nèi)多家電池公司的研發(fā)計劃來看,NCM811都被正式提上了規(guī)劃。這次在合眾汽車的技術(shù)溝通會上,其也談到即將在今年年底上市的合眾U將采用由寧德時代供應(yīng)的NCM811三元鋰離子電池,也成為目前市場中最早一批采用NCM811電池的新能源車企之一。
但關(guān)于車企而言,面對NCM811電池技術(shù)路線的推進假如只是依賴電池生產(chǎn)公司顯然是不行的,是否做好了對量產(chǎn)車型的技術(shù)評估,在電控系統(tǒng)以及安全策略層面也是否做好了足夠的準備,選擇風險與回報同等的NCM811電池肯定不是一個“拿來主義”的思路。
2唯獨“安全”無法妥協(xié)
●可以向一切妥協(xié),唯獨“安全”不行
有關(guān)三元鋰離子電池各種配比的優(yōu)劣勢不是這期內(nèi)容的重點,我們直接跳到核心的環(huán)節(jié)——NCM811電池量產(chǎn)應(yīng)用的痛點在哪?其實最關(guān)鍵的就在于如何控制在高鎳(Ni)配比下的安全問題,這也是很多車企不敢于選擇NCM811三元鋰離子電池的原因??紤]安全性,是所有車企在評估技術(shù)推進過程中的底線。
穩(wěn)定性、熱失控以及循環(huán)壽命,三個難題都是圍繞著NCM811電池的歷史問題,也直接涉及應(yīng)用到新能源汽車中關(guān)鍵的產(chǎn)品可靠性。在過去的時間里,為了安全的考慮,車企在三元鋰離子電池的選擇上仍然傾向于選擇保守的523或者622配比。甚至在幾年前,NCM811電池的安全風險性都無法通過國家的強制安全認證。
但隨著國內(nèi)越來越多的電池公司以及車企投入到NCM811電池的研發(fā)和測試中,近兩年其在安全性控制上也得到了明顯的改善,加上政策關(guān)于電池組能量密度要求的不斷升高,NCM811已經(jīng)是一條不可避開的路線,大規(guī)模進入市場也只是時間的問題。強化生產(chǎn)和強化電池系統(tǒng)管理,分別交給了電池廠商和車企來負責。
在上海車展剛剛亮相的合眾U已經(jīng)宣布將采用NCM811三元鋰離子電池,在技術(shù)溝通會上,合眾汽車工程院副院長鄧曉光,也著重提到了在2019年這個時間點敢于選擇這條電池路線的必要性,并且保證能夠獲得最高的安全等級標準。而關(guān)于所有新能源車企都在追求“電池系統(tǒng)輕量化”的問題上,NCM811電池也是技術(shù)發(fā)展的趨勢。
鄧曉光提到,關(guān)于新能源汽車而言,電池能量密度以及整車能耗始終是技術(shù)努力的方向,而越早為NCM811技術(shù)路線做準備,也能夠盡早的將電池組系統(tǒng)平臺化。而所涉及到的安全穩(wěn)定性問題,也將通過與供應(yīng)商在產(chǎn)品一致性上打磨,同時在電池控制系統(tǒng)上針對NCM811的放電特性進行管理策略制定,例如新增控制充電倍率以及進行階梯充電策略等。
除此之外他還提到,滿足能量密度與電池系統(tǒng)輕量化上,NCM811電池也能夠配合針對性的pACK封裝技術(shù)實現(xiàn)“增容減重”,在合眾U車型上,其電池組能量密度達到了180wh/kg,也讓其綜合續(xù)航里程突破了500km。這一續(xù)航成績離不開NCM811電池的幫助,甚至在未來幾年中還有更大的提升空間。
●補貼消失與電池技術(shù)路線的變局
2019年是新能源汽車擁有國家補貼的最后一年,在上半年中已經(jīng)有多家公司明確表示產(chǎn)品在研發(fā)時已經(jīng)完全做好放棄補貼的準備,用產(chǎn)品的硬實力去換市場。所以在這一次合眾汽車的技術(shù)分享會中,雖然官方還提到了有關(guān)智能座艙理念以及自動駕駛的技術(shù)路線設(shè)定同樣是其接下來產(chǎn)品的重要賣點,但就我看來,在NCM811電池的選擇上,合眾先一步的走在了市場的前面,有風險肯定也有回報。
電池路線的選擇一直與政府補貼有著強關(guān)聯(lián),放棄磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)而選擇三元鋰,也是由于對能量密度的補貼要求和進行的轉(zhuǎn)移。而在2019年的補貼中,對整車能耗系數(shù)門檻的新增,也是促使電池技術(shù)路線的選擇必須繼續(xù)向低能耗和高密度去轉(zhuǎn)移。但事情都有兩面性,當前同樣有傳言在暗示明年完全停止補貼后,車企又會向“成本與利益”的方向回潮。在鈷價格高居不下的當前,既然沒有了“補貼”的誘導(dǎo),是否會回頭重新選擇成本更低磷酸鐵鋰離子電池?