鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年07月22日
電池外包的探討與分析企業多元布局的情況
雪佛蘭Bolt、特斯拉Model3在新能源汽車領域頗負盛名。在分析美國新能源銷量時,外媒也一致認為雪佛蘭Bolt是特斯拉Model3的勁敵。在Model3被爆出拆解視頻后,韋伯州立大學JohnKelley率領團隊對雪佛蘭Bolt電池Pack進行了拆解。
在整理拆解內容時,編者聯想到最近的比亞迪長安合資,寧德時代和寶馬的層層深入合作,對整車廠三電的開發和供應也有所思考。
雪佛蘭Bolt電池Pack拆解
雪佛蘭Bolt搭載的是LG化學的軟包電池,電池下方鋪設有冷板,液體串流在冷板上的溝槽中,實現主動熱管理。目前LG化學電池為NCM622電池,很快它將引入NCM811。目前雪佛蘭Bolt采用的是NCM622電池。
Bolt電池Pack重435kg,稍輕于Model3的480kg。Pack可用能量為57kWh(其標定能量為60kWh),系統能量密度為131Wh/kg。
BMS控制器被安裝在Pack后端頂部的包裝外殼內。Bolt中的這套BMS控制器與2016款雪佛蘭Volt的BMS控制器十分相似。熱管理系統通過電子線束與控制器相連。功率繼電器是電池Pack中唯一的其他設備。
與Model3不同的是,Bolt中的其他高壓部件,高壓控制器,DC-DC轉換器都沒有集成到電池Pack中,而是被部署在車輛的其他空間內。

從高處俯視裝在車上的電池Pack,可以發現那些軟包電芯組成是層狀結構的,如同一本本書整整齊齊地排列在書架上。
電池Pack可分為五個模組,每個模組由兩個模塊組成,共計10個模塊。其中四個模組橫向平鋪放置于底盤上,第五個模組疊放在后端的一個模組上。整個電池Pack形狀類似俄羅斯方塊中橫放的L,與雪佛蘭Volt的T字形電池Pack不同。
由于空間受限,后端層疊而成的第四個和第五個模組中,下層模組由兩個能量為5.94kWh模塊組成,上層模組由一個5.94kWh模塊和一個4.75kWh的模塊組成。其他模組與后端下層模組相同,都是由兩個能量為5.95kWh的模塊組成。

通用電池包演變:通用Volt1代、通用Volt2代、SparkEV、Bolt(從左至右)
每個模塊由數個小單元組成,每個小單元內平行裝有3個軟包電芯,就像一頁頁紙張組成一本書,書層層疊疊排列在一個長方形模塊中。由于尺寸不同,10個模塊內的軟包電芯數也有些差異,比如能量為5.94kWh模塊內包含了10個小單元,也就是30個軟包電芯。4.75kWh的模塊內包含了8個小單元,共計24個軟包電芯。Bolt電池Pack共包含了8*10+2*8=96個小單元,8*30+2*24=288個LG電芯。
電池Pack是通過位于模塊末端的熱敏電阻來調節溫度。Pack的散熱系統遍布軟包電芯周邊。Bolt沒有隨著模塊分布而將冷板分成八塊,整個電池Pack底部下是一塊完整的冷板。冷板上液冷管路密布,水流沿著這些管路為電池降溫散熱。除了這塊一體化的冷板外,小單元電芯之間也垂直裝有金屬冷板。這些垂直冷板緊貼著底部平鋪冷板,通過水流將電池Pack中心的熱度帶到底部散熱。這種設計的優點在于,冷卻效果更好,溫度控制也更加均衡。

比亞迪、LG的多元布局
麥肯錫在《電動汽車設計趨勢》中插有如下內容的一張圖表,描述了電動汽車制造商的電池供應鏈戰略。比亞迪和通用代表著兩個極端,完全的自主開發和外包采購。作為通用Bolt所有三電零部件來源——LG,也因它的多元化業務受到關注。
比亞迪和通用作為極端的表現在于在:在電芯、電池Pack、電池管理系統、動力電子設備、電機等層面,比亞迪完全實現自產自銷;特斯拉電池來自松下,變速箱來自博格華納,其他均自主開發;寶馬i3的電池來自三星,BMS由德國普瑞所制,其他均自主開發。與它們完全不同的是,通用Bolt所有的部件來自于LG。
實際上,是通用與LG的戰略合作關系形成了兩家聯合設計,由LG供應的局面。例如Bolt采用的即是由LG供應,通用設計的永磁同步電機。電池和電池管理系統方面同樣如此,方便通用掌握核心技術的同時,也優化集成技術。

隨著電動汽車的發展,電動汽車對三電系統核心的需求也帶動了新一波的合作潮和商機。一些整車廠,例如特斯拉、寶馬會選擇自產電池、電機、電控。但有一些在自發研究的同時,也會選擇與一級供應商或者LG此類新進入者合作,例如寶馬及其在華合資企業華晨寶馬與寧德時代簽訂的電池采購協議和合作協議。自主研發是為了掌握核心技術,不至于因供應矛盾而使產能受損。
另外,與國內比亞迪相似的是,韓國LG也正在中國就電動汽車三大核心進行多元化布局。LG集團旗下LG化學昨日也宣布投資20億美元將動力電池項目落戶到江寧濱江開發區。而在2015年底,南京樂金汽車零部件有限公司申報建設一條電動汽車驅動電機生產線。
多元化的布局的好處是有利于電池供應商搶奪客戶,增強競爭力,提高市場占有率。由于三電系統的重要性,能夠為車企提供相關系統總成的供應商將具有更高的話語權。
例如,比亞迪的電池業務開放后不僅引來東風的訂單和長安與之的合資合作,其垂直業務也幫助它與長安達成新能源汽車電驅三合一產品的設計、匹配、試驗、生產等方面的深入合作。它們將聯手完成電驅三合一開發,達到量產批準狀態,明年將出現在長安旗下車型中。
日前筆者也匯總、分析了6月份的新能源數據,發現比亞迪相關企業在乘用車電池Pack企業top10和電機企業top10中都位于前列,占去兩成的市場份額。


對傳統車企而言,打包采購可在成本降低方面帶來好處。對于造車新勢力,與有著三電開發技術的供應商合作,也會加速它們的開發流程,促進產品的盡快上市。
華泰證券研究院在其《新能源汽車行業-電機電控篇》中指出,可以預見的是,未來電機與電控企業的業務交叉程度將逐步提高,可提供電機電控一體化動力總成產品的企業將有助于整車企業進一步降低車重和成本,將具有更大的競爭力。
若整合電池、電池、電控等三電系統,將有利于構建系統集成優勢。這對新造車勢力、技術不成熟企業來說確實有著很強的吸引力。
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