鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：732次 | 2022年08月11日
簡述六大車企的動(dòng)力鋰電池布局
國際車企會是動(dòng)力電池市場的大變數(shù)。
大眾達(dá)成200億歐元電池訂單、奔馳10億歐元(約12億美元)打造全球電池生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)、寶馬2億歐元建電池研發(fā)中心、豐田/松下聯(lián)合開發(fā)方型固態(tài)電池……2017年底到2018年初，國際車企頻頻在動(dòng)力電池領(lǐng)域引起大轟動(dòng)。
作為新能源車的核心零部件，當(dāng)前動(dòng)力電池在整車成本中所占比重仍高達(dá)40%-50%，對整車的綜合成本、性能品質(zhì)，甚至是穩(wěn)定生產(chǎn)(參考Modle3)都有著舉足輕重的作用。因此，對于任何有志于在新能源汽車市場有所作為的國際主流車企來說，動(dòng)力電池必須被牢牢握在自己的手中。
梳理相應(yīng)布局不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前國際車企布局動(dòng)力電池具有2大特點(diǎn)：
一是布局集中在技術(shù)層面，迫切期望增強(qiáng)主動(dòng)權(quán)。更多的車企選擇將資金運(yùn)用于建立研發(fā)中心、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合研發(fā)電池，如寶馬建立研發(fā)中心，通用/本田、寶馬/豐田分別合作研發(fā)燃料電池等。實(shí)際上，除了特斯拉之外，真正投入巨額資金籌建動(dòng)力電芯工廠的情況并不多見；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
二是技術(shù)儲備呈現(xiàn)多樣化的趨勢，重心落在鋰電池、燃料電池和固態(tài)電池。寶馬是這方面的典型代表，在過去的20年里寶馬對燃料電池，以及鉛酸、Na-S、ZEBRA、鎳氫和鋰離子在內(nèi)的幾乎所有類型二次電池都進(jìn)行了豐富實(shí)驗(yàn)，但最終籌備推出的新能源車型仍以電動(dòng)車和燃料汽車為主。
高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)分析認(rèn)為，隨著國際車企對動(dòng)力電池的布局深化，當(dāng)前行業(yè)內(nèi)“中日韓”三足鼎立的局面或也將出現(xiàn)變化。
一方面歐洲在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域的地位卓越，預(yù)計(jì)未來這一地區(qū)的電池基地?cái)?shù)量、產(chǎn)品工藝性能將不斷向上提升，另一方面特斯拉在新能源汽車市場地位及其超級工廠投產(chǎn)規(guī)模在持續(xù)穩(wěn)固、擴(kuò)大，未來動(dòng)力電池市場或?qū)⑹苌鲜鲇绊?，形成“中日韓歐美”五角角逐的局面。
更為復(fù)雜激烈的動(dòng)力電池競爭似乎已在眼前，那么可能打破當(dāng)前局面的國際車企，其動(dòng)力電池業(yè)務(wù)究竟推進(jìn)到了哪一步？高工鋰電梳理了特斯拉、豐田、通用、大眾、奔馳、寶馬6家車企在動(dòng)力電池領(lǐng)域的進(jìn)展概況以作參考，具體如下：
特斯拉
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
作為第二輪電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化熱潮中成長起來的后起之秀，特斯拉在電池領(lǐng)域的布局重點(diǎn)體現(xiàn)在鋰離子電池和儲能方面。
為削減電池成本，進(jìn)一步擴(kuò)大電動(dòng)車產(chǎn)能，2014年6月，特斯拉號稱全球最大鋰離子電池工廠的內(nèi)華達(dá)州Gigafactory工廠正式開工，該項(xiàng)目總耗資約50億美元，占地3200英畝(約12.95平方公里)，預(yù)計(jì)將在2020年全面建成達(dá)產(chǎn)。
目前該工廠已部分投入使用，公司預(yù)計(jì)，2018年該工廠的電池產(chǎn)能將達(dá)35GWh(相當(dāng)于2014年全球電池的產(chǎn)能總和)，有必要的話，甚至可達(dá)到150GWh產(chǎn)能。超級工廠強(qiáng)大的產(chǎn)能，也支持特斯拉推出了迄今旗下最為便宜的電動(dòng)車——Model3，盡管當(dāng)前Model3的交付不如預(yù)期。
值得一提的是，Gigafactory還將配置最先進(jìn)的循環(huán)系統(tǒng)，所有的舊電池組都可回收。為實(shí)現(xiàn)能源的自供應(yīng)，該工廠的屋頂和周圍山頂都鋪設(shè)上了太陽能面板，未被消耗的電能將被儲存，以供在沒有光照的情況下使用。
后續(xù)馬斯克曾表示計(jì)劃在歐洲、中國與印度各建一座Gigafactory，但目前暫未獲得相應(yīng)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)展。
儲能電池方面，2017年7月，特斯拉宣布與法國可再生能源公司Neoen合作，將在南澳洲建造100Mw的鋰離子蓄電池組。
2018年2月，特斯拉宣城正與SquawValley和LibertyUtilities合作，計(jì)劃在奧林匹克谷地(OlympicValley)部署電池儲存系統(tǒng)，以使用100%的可再生能源。據(jù)稱，項(xiàng)目將使用最先進(jìn)的電池儲存技術(shù)，創(chuàng)新儲能方式，并將儲存的能源輸送至公用電網(wǎng)。該電池系統(tǒng)將在特斯拉Gigafactory工廠建造。
豐田
豐田是全球主流汽車廠商中被公認(rèn)對燃料電池和二次電池(鋰電和鎳氫)都有非常深入研究的公司。
氫燃料電池一直是豐田的“掌上明珠”，1992年起豐田就開始了燃料電池技術(shù)的研究，但由于相關(guān)技術(shù)、儲氫罐及相關(guān)配套設(shè)施的發(fā)展滯后，直到2014年末，豐田才發(fā)布了首款搭載“豐田燃料電池系統(tǒng)TFCS(ToyotaFuelCellSystem)”的量產(chǎn)版氫燃料電池車“MIRAI”。
發(fā)布新車的同時(shí)，豐田斥資200億日元(折合當(dāng)時(shí)人民幣10.4億元)用于提高日本氫燃料電池和燃料箱工廠產(chǎn)能。2015年，豐田無償公開了燃料電池車“MIRAI”的“豐田燃料電池系統(tǒng)TFCS(ToyotaFuelCellSystem)”技術(shù)專利，并設(shè)期限至“2020年底之前”。出于對豐田燃料電池技術(shù)的信任，寶馬等國際車企將其選定為燃料電池研發(fā)合作伙伴。
在鎳氫電池領(lǐng)域，豐田也擁有著卓越的地位。早在1996年豐田就與松下合資成立了鎳氫電池廠PEVE，雙方占比分別為80.5%和19.5%。目前，PEVE已為全球約80%的鎳氫電池混合動(dòng)力汽車提供電池，包括豐田的競爭對手。實(shí)際上豐田完全具備獨(dú)立生產(chǎn)鎳氫電池的能力。
鋰電池領(lǐng)域，豐田對全固態(tài)鋰離子電池情有獨(dú)鐘。2014年，豐田對外宣稱正在全力研發(fā)全固態(tài)鋰離子電池，并已開發(fā)出能量密度為400Wh/L的電池原型。豐田研究人員表示，該電池約在2020年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，2025年得到實(shí)質(zhì)性改善。
2017年底，豐田再次與“老朋友”松下達(dá)成共識，確認(rèn)雙方將共研發(fā)車載方型固態(tài)電池。
通用
由于過去一直專注于FC-EV，通用汽車在電池方面的布局主要體現(xiàn)在燃料電池方面，鋰電池布局相對缺乏。
由于投資巨大，通用汽車在布局燃料電池時(shí)選擇與本田合作，早在2013年，兩家國際的汽車商就達(dá)成合作，共同開發(fā)燃料電池車使用的燃料電池系統(tǒng)和氫罐，共享氫能源電池燃料的知識產(chǎn)權(quán)。
2017年初，通用與本田的合作進(jìn)一步擴(kuò)大，雙方計(jì)劃在美共同投建氫動(dòng)力燃料電池系統(tǒng)制造合資企業(yè)，后續(xù)聲明顯示，通用與本田將各投資8500萬美元研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，合資企業(yè)預(yù)計(jì)將于2020年左右開始生產(chǎn)。
鋰電池方面，2017年底，通用汽車曾對外開放了其位于上海的電池、BMS研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，以展示相應(yīng)技術(shù)發(fā)展細(xì)況。
大眾
整體來看大眾的動(dòng)力電池布局更為全面和謹(jǐn)慎，在燃料電池、固態(tài)電池、鋰電池以及鋰硫/空氣電池上都進(jìn)行了不同程度的布局，預(yù)計(jì)未來10年，大眾將在電動(dòng)車載電池領(lǐng)域投資500億歐元。
具體來看，大眾在燃料電池領(lǐng)域的研究可以追溯到2007年甚至更早以前，當(dāng)年度大眾汽車宣布將與巴斯夫、博世、Evonik工業(yè)公司(前德固賽公司)、Li-Tec等公司共同投資3.6億歐元，自2008年起合作生產(chǎn)車載燃料電池。
2014年，大眾在洛杉磯車展上展出了燃料電池版的AudiA7、Golf以及Passat車型，三款車型均采用大眾自主研發(fā)的第四代100KW級PEMFC電池組。隨后的技術(shù)進(jìn)展顯示，大眾已開始著手發(fā)展定位高端車系的第五代燃料電池系統(tǒng)。
雖然大眾涉足固態(tài)電池研發(fā)的時(shí)間相對較晚，但卻“固執(zhí)”地準(zhǔn)備單獨(dú)研發(fā)。2014年第三季度，大眾表示看好固態(tài)電池前景，并入股研發(fā)固態(tài)電池的創(chuàng)業(yè)公司QuantumScape，股份占比5%。
2017年9月，大眾CEO穆倫表示，公司已經(jīng)在計(jì)劃下一代電動(dòng)車電池，里程超過1000公里的固態(tài)電池，并將于2025年量產(chǎn)。
鋰電池方面，2016年大眾集團(tuán)總裁MatthiasMueller透露，公司擬投資100億歐元，在德國薩爾茨吉特建立自己的鋰離子電池生產(chǎn)廠，據(jù)稱該項(xiàng)目有望超過特斯拉的Gigafactory，成為史上最大電池廠。但迄今為止，該工廠并沒有進(jìn)一步的信息流出。
奔馳
受第一輪電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化思維影響，奔馳在燃料電池領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究，但在第二次電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化熱潮的影響下，其在鋰電池領(lǐng)域也進(jìn)行了大規(guī)模的布局。
2007年，奔馳母公司戴姆勒聯(lián)合福特汽車達(dá)成了對加拿大Ballard公司汽車燃料電池業(yè)務(wù)的收購，并借此獲得相應(yīng)燃料電池知識產(chǎn)權(quán)、113名原公司科研人員以及部分試驗(yàn)實(shí)施。目前，戴姆勒在Ballard公司中的股份占比已達(dá)19%
受益于以上基礎(chǔ)，并配合后續(xù)研發(fā)進(jìn)展，當(dāng)前奔馳的GLCCell燃料電池堆尺寸相較之前減小了約30%，且貴金屬鉑的用量減少了90%，成本得到大幅降低。最新款氫燃料電池車型GLCfuel-cell也已于2017年上市。
鋰電池方面，此前為獲得鋰電相關(guān)技術(shù)，奔馳曾聯(lián)合主要從事特種化工產(chǎn)品的研發(fā)的Evonic成立了Li-Tec公司生產(chǎn)鋰離子動(dòng)力電池，并實(shí)現(xiàn)控股，但囿于技術(shù)、成本等多重原因，Li-Tec最終難以為繼破產(chǎn)告終。
今年以來奔馳在鋰電池領(lǐng)域采取了更為激進(jìn)的舉動(dòng)。2018年1月，奔馳透露，計(jì)劃投資10億歐元(約12億美元)打造全球電池生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，在全球范圍內(nèi)建造電動(dòng)汽車和電池制造中心。
目前，奔馳在全球由6座電池組工廠組成的電池生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成，包括德國卡門茨的一號和二號電池工廠(后者將于2018年建設(shè)完畢)、德國圖爾克海姆電池工廠、北京電池工廠，美國塔斯卡盧薩電池工廠以及新建的泰國電池廠。這些工廠可根據(jù)需要，適時(shí)準(zhǔn)備出口電池組。
寶馬
在過去的20年里，寶馬對電池技術(shù)進(jìn)行多樣的嘗試。氫能方面主要是燃料電池、在純電動(dòng)車方面，寶馬裝車試驗(yàn)了鉛酸、Na-S、ZEBRA、鎳氫和鋰離子幾乎所有類型的二次電池，積累了豐富的測試經(jīng)驗(yàn)。
燃料電池方面，早在2013年，寶馬就選擇穩(wěn)妥地聯(lián)合豐田共同合作研發(fā)燃料電池技術(shù)，并隨后一直保持著對該種能源系統(tǒng)的試驗(yàn)熱情。其推出的高壓低溫復(fù)合氫燃料存儲科技可將氫燃料存儲能力提高50%，支持車輛續(xù)航超500公里。
為更好地研發(fā)氫燃料存儲系統(tǒng)，并將其整合到整車，寶馬還與德國道達(dá)爾、林德集團(tuán)在加注燃料和技術(shù)方面建立了強(qiáng)有力的合作。最新消息顯示，全新的寶馬燃料電池車預(yù)計(jì)將在2020年推出。
鋰電池方面，2017年底，寶馬宣布將在未來4年內(nèi)投資總計(jì)超過2億歐元在其總部德國慕尼黑建立一座電池研發(fā)中心，并于2019年初開始運(yùn)營。幾乎是在同一時(shí)期，寶馬還確認(rèn)將聯(lián)合美國電池公司SolidPower研發(fā)新一代電動(dòng)車固態(tài)電池技術(shù)。
實(shí)際上，為保證對技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確評估，寶馬已逐步建立起來較為成熟的電池研究部門，目前其國際研究網(wǎng)絡(luò)幾乎覆蓋了電池技術(shù)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。根據(jù)寶馬的規(guī)劃，到2026年公司將對確認(rèn)的突破性創(chuàng)新車載電池技術(shù)進(jìn)行公布。
上一篇：日本電池展觀察
