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金年会-从困境到机遇 软包电池的新生之路

时间:2024-09-07 作者:肥仔

纵不雅全球市场,动力电池范畴仍处在手艺线路百花齐放、立异手艺此起彼伏的阶段,素质仍然是分歧利用场景中,寻觅本钱+平安+机能的最优解。

一个冷常识:比拟1885年才降生的第一台内燃机汽车,电动车的降生早了近半个世纪。

但遗憾的是,因为动力电池揭示出的实力远不和汽油,在汽车接下来的百年成长历程中,电动车完全寂静。直到2003年,一家名叫特斯拉的公司成立后,动力电池的命运齿轮才算真正最先动弹。

陪伴着市场和需求的不竭转变,关在动力电池的分歧手艺线路不竭走到台前、暂居幕后,几经升沉。

而假如从封装形态的转变作为切入点去不雅察,我们会发现,一场关在软包电池的“翻身战”已然打响。

软包走上汗青舞台

软包动力电池的成长最早是由日本AESC和韩国LG化学鞭策的。2007年,AESC把用在手机的软包电池打造成合适车规级尺度的年夜软包,LG化学也在2010年出产了世界首批PHEV软包电芯LMO/NCM111。

也是从2010年最先,软包电芯经由过程延续工程化改良、做年夜单体容量,延续缩小与圆柱电芯在单体能量密度上的差距,并终究实现了反超。

与此同时,日产在纯电车型聆风Leaf上装载AESC 24kwh软包电池,这款紧凑型纯电A级车一经推出便年夜受接待,成了第一款真正意义上实现年夜范围量产的纯电车型。

一边是手艺成熟度和机能的不竭晋升,一边是年夜范围的量产装机验证,再加上圆柱电池机能晋升曲线地逐步放缓,本钱优势逐步削弱,软包电池最先在全球市场攻城略地,特别是LG化学应用高能量密度的镍钴锰(NCM532)锂电池与走圆柱线路的松下NCA进行对标后,软包电池取得了欧美主传播统车企的偏心。2022年欧洲销量前20名的电动汽车中,就有包罗公共ID.4、ID.3、斯柯达Enyaq等热点车型在内的12款车型采取了软包电池。

国内艰巨开局,有人迎难而上

但工作的成长总不像人们等候的那般顺遂,虽然软包电池国外开花,但喷鼻味却一向难以飘进国内。

缘由有良多,起首是我国的动力电池相干政策。

2015年3月26日,工信部发布《汽车动力蓄电池行业规范前提》,明白要求自2015年5月1日起,动力电池企业需依照要求,经由过程“汽车动力蓄电池出产企业治理系统”进行在线申报,只有搭载“白名单”内的动力电池,才可以进入《新能源汽车推行利用保举目次》,进而取得补助。以软包见长的日韩动力电池企业天然与此无缘。

而在这一期间,以宁德时期、比亚迪为代表的动力电池企业快速成长,把方形电池的范围做得很年夜,分走了国内电池装机量80%摆布的份额。在领头羊的示范效应下,车企也就更多地选择方形电池。

除年夜情况,软包电池自己也有一些弱点长时候未被解决。

好比,产物一致性较难把控,这对企业的手艺程度、制造工艺等提出了更高的要求;铝塑膜等部门原材料和出产装备的采购渠道较为单一,相干供给商一旦呈现问题,将对软包电池出产供给发生必然的影响;在方壳CTP(cell to pack)逐步成为主流趋向时,软包因为布局强度不足,模组难以打消致使成组效力低等等。

这些问题,让软包电池在面临指数级增加的市场和整车带电量逐步增年夜带来的不变性需求时,显得有些难以应付,是以,市场渗入率一向难有晋升。

就在行业认为软包电池很难再有冲破时,一向在新能源汽车将来需求无人区里的孚能科技(688567)自立研发了SPS(Super Pouch Solution)超等软包解决方案,给行业代来了另外一种解题思绪。

SPS立异布局破困难

孚能科技SPS超等软包解决方案首要环绕年夜软包电芯金年会、年夜软包电池系统、年夜软包电池制造三个焦点点进行产物立异进级。

特别在电池包布局层面,带来了很多让人面前一亮的改革设计。

传统软包模组中的电芯经常使用竖放情势,且为了按捺电芯的膨胀并增添强度,每一个模组都有侧板和端板如许的布局件存在(以下图所示)。但电池箱体的高度常常随车型分歧而改变,当电芯的宽度年夜在电池箱体高度一半时,箱体中只能安插一层电芯,箱体顶部空间将会没法操纵,华侈严重。

传统电池模组示意图

传统电池模组示意图

而孚能科技转换了思绪,起首是去模组化,经由过程液冷板+一体式压板+塑料端板将电芯集成在箱体的成组体例,替换了传统模组+箱体的布局情势。同时,用塑胶端板替换了传统的金属端板,电芯与电芯之间采取极耳搭接焊接,打消了传统的汇流排,并经由过程电芯两侧的液冷板对电芯进行双面液冷,从而提高电芯散热效力,同时该液冷板替换了传统箱体的横梁,增强了电池包的强度,到达减重、降本、晋升能量密度三个维度的目标。

孚能科技SPS电池包示意图

孚能科技SPS电池包示意图

按照资料,孚能科技SPS使电池系统部件削减50%,材料本钱下降33%,晋升体积操纵率到75%。这意味着,一样的体积巨细,SPS布局能装入更多电池,而一样电量的电池包,好比100度电的电池包,SPS布局对照方壳电池包能实现20-30千克摆布的减重。

在连结电池系统底盘尺寸不变的环境下,孚能科技SPS能经由过程调理卧式安插的年夜软包电芯厚度,矫捷调理电池系统的底盘高度。这意味着,搭载分歧能量密度的年夜软包电芯,能让电池系统具有从80kWh到150kWh的分歧电量,知足车企将来持久的产物需求。同时,能缩短整车企业新车型的研发周期,并下降采购本钱,保障不变供给。

在平安层面,电芯堆叠体两侧设有液冷板,液冷板与电芯堆叠体的侧壁之间填充了导热涂层,电芯堆叠体实现了两面液冷,三面传热,散热效力比模组方案晋升了4倍。再共同电芯层面的定向泄压和电池包热电分手,解决了电池包热掉控问题。

孚能科技SPS安全设计

孚能科技SPS平安设计

平安机能有了保障,再加上化学材料的进级,SPS的快充能力也获得了进一步晋升。就拿当前市场上常规续航600km、800km和1000km的车型来讲,孚能科技SPS年夜软包方案可按照分歧的续航车型定制分歧的快充解决方案,助力客户“充电10分钟,续航400km”的快充表示。

“组合拳”释放软包长处

固然,上述只是SPS立异中的一部门,SPS 电池包系统的改革其实不是孤立的,需要材料端、制造端、研发端配合发力。好比在焦点材料铝塑膜端,孚能科技从2021年最先就慢慢切换到国产供给商,并与供给链一路结合开辟,终究经由过程多项测试与验证,在产物利用上获得了很好的成果。今朝,孚能科技的新项目在铝塑膜环节根基实现了国产化,本钱也随之年夜幅度降落。

而在制造端,孚能科技自研了SPS超高速叠片手艺:集成了极片放卷、裁切、热复合、多片飞叠、热压等功能,在确保叠片高精度对齐、界面高一致性同时,使叠片速度高达0.125秒/片。

同时,为了晋升良品率,孚能科技采取行业进步前辈设置装备摆设,机械人利用量达1200台,电芯制造出产的主动化率高达98.5%,品控也做到了PPB级别,电池包掉效力能到达万万分之一。

可以说,SPS的立异性布局设计共同出产制造真个前进,软包电池曾的劣势被逐一攻破,其单体高能量密度、高平安机能、长利用寿命、尺寸和外形设计矫捷等多方面优势得以真正激活。

而在本钱层面,SPS也打破了软包电池给人小众且高价的固有印象。

以往软包电池多呈现在奢华品牌车型,乃至是专业电动赛车上,但SPS的推出做到了在保存软包电池高机能优势的条件下,经由过程化学系统的兼容性、设计和制造本钱的下降等多条路径,实现了经济性,给软包电池带来了更多成长空间。

孚能科技与国际顶级跑车品牌Venturi合作,助力其在国际汽联电动方程式大赛中获得第五名的成绩

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再加上作为无缝进级到动力电池结局形态——固态电池的最好过渡线路,难怪孚能科技董事长王瑀在面临媒体时,才有足够的自傲暗示,“在将来十年的成长进程中,SPS这个布局是最好的布局。”

而市场端,也给出了积极回应。据悉,广汽埃安昊铂GT710km高续航版和昊铂HT 670km版车型都搭载了孚能科技三元软包电池,岚图追光和胡想家也在响应车型上选用了孚能科技的SPS产物。

在方壳电池具有绝对统治权的国内市场,以孚能科技为代表的软包电池企业最先展现本身的破局之道。

纵不雅全球市场,动力电池范畴仍处在手艺线路百花齐放、立异手艺此起彼伏的阶段,素质仍然是分歧利用场景中,寻觅本钱+平安+机能的最优解。在纯电市场续航不变和车企最先发力补能效力的年夜情况下,以SPS为代表的立异软包电池产物正在迎来一个新的时期机缘。


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