電池企業和車企的關系發展

來源:網絡 更新日期:2019-12-04 15:22:13 點擊:1516431

上月底從長城汽車動力電池事業部獨立而來的蜂巢能源,位于常州金壇的動力電池工廠一期項目正式投產。這個工廠位于長三角經濟帶核心區,總投資80億元,產值超130億元,規劃產能18GWh,共分三期建設:本次投產的一期項目規劃產能4GWh,二期項目規劃產能8GWh,預計2020年年底投產,隨后將進行三期6GWh產能的建設。

本文就目前電池企業和車企的供應的一些點做一些論述。

01 Batery & Auto Industry 電池企業獨立發展&車企

動力電池,特別是在純電動汽車上面是非常重要的核心制造環節。毫不夸張地說,如當純電動汽車占到產品系列一半之上的時候,車企將花費大量的采購資金在電池上,如果沒有很好的談好供應鏈的價格,賣越多的車更多的像是給電池企業分銷電池。所以未來車企如何全面在電池這個環節上體現自己的價值,是能不能在電氣化成為贏家的關鍵。

中國的電池市場整體的格局是寡頭化方向演變,從世界范圍內來看也是一樣。從整個格局來看,我們看到了國內外的幾種模式,主要是合資、分拆和車企投資。

電池企業和車企的關系發展

主要的車企和電池的合作關系格局

幾種模式對比

由電池企業主導的合資模式:這種主導模式是電池企業出電芯技術和整車企業一起投錢建立產能,整車企業主導Pack企業的模式。我們可以看到在這種模式下,車企得到了穩定的供應,電池企業保證了供應的關系,但是在電芯的技術路線,工藝和生產方面還是在原有的電池企業的掌控之下,目前國內的幾個合資的案例都是這個方向。

分拆:以比亞迪為代表,通過垂直整合的車企分拆新能源汽車板塊或動力電池業務,支持其獨立運營,通過獨立運營的方式想要把電池業務做大做強。由于傳統車企很少像比亞迪這樣有基礎,這個也像是一個分支。

整車投資電池企業:由于整車企業想要慢慢主導和跟上電池的技術發展路徑,最主要的還是目前電池的需求處在整個產品比例在5%以下,一旦產品的滲透率,整個需求量不斷攀升,也需要把整個電池技術、工藝和產能慢慢了解清楚

1)豐田和松下:豐田通過主導投資的模式,把合資公司把原有的技術人員和工廠都包含起來。這里能看到豐田需要把自己在固態電池上面的研發,和現有的鋰電池需求結合起來

2)大眾的投資:大眾在保證整體的供應的前提下,開始在Northvolt投入資金嘗試規模化制造,并且在Quantum Scape上進行投資

所以我們也看到,想要獲得現在能用的電池技術,光是投入資金是不夠的。這里是需要由一個獨立的電池團隊,從電芯開發、工藝制造等前端和后端的承接下來。車企想要拿下這一塊的話語權和主導權,不是一朝一夕就可以的。所以國內除了比亞迪以外,長城從零開始,把蜂巢能源作為一個獨立的主體發展起來,從長遠來看是有必要性和獨立的價值的。

有自己的電芯開發的試驗線調試產品,在常州的產線的投產帶來獨立的一定產能自主性,從電池產業的特性,可以需要有規模效應,可以有機會把自己的供應量擴大,通過和不同車企的對接和要求,提高產品的質量。如下圖所示,這錢特別是量產線的錢,只要產品方向對,是需要投下去把產品的量拉起來。一方面能夠在外采和積累knowhow方面取得平衡,在純電動汽車和插電式混合動力逐漸在占據企業的總產量比例上升中,能夠獲取長遠的發展,掌握供應鏈的議價權和電池技術發展的第一手的知識和經驗。對于其他潛在的車企而言,在現有的強勢電池企業態勢下,有一個可以談判和協調的供應商。

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常州一期量產線工藝布局

在這個技術路徑上,主要的差異是使用軟包的疊片工藝來滿足方殼的需求;而如果圍繞著CTP來設計,基于卷繞工藝的方殼電芯的膨脹問題是需要去克服的一個比較大的障礙。目前國內都是往CTP走的,走下去多少坑是在電芯設計、電芯往Pack成組設計需要挺長一段時間摸索而成的。

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蜂巢的疊片和封裝工藝

實際上我們看到在蜂巢的模組線是按照355、390這樣傳統的模組線來,擴展到590問題不大,做整包來看,目前還是在驗證階段。


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蜂巢的模組線布局

我個人覺得,雖然整個投產的時間點比較晚,整體的產能規模是一步步爬上去,但是這種有聯系,但是具備獨立發展的特性的關系,從整體上來看可能比比亞迪的眾迪拆分來沒有包袱;也比和多家車企聯姻的強勢電池企業,更具備獨立發展的可能性。現在技術層面又在一個變革期,不說對于長城這家車企做新能源的戰略意義,本身技術的主導權還是有機會的。

02 Product Strategy 產品選擇策略

接下來我們具體看一下在不同階段產品的策略,主要分為電芯、模組和Pack的幾個層次。

1)電芯

電芯形狀:目前有兩種路線,方殼和軟包的策略,方殼是蜂巢的自己做的電芯;軟包交給合作伙伴捷威來做。所以我們目前能看到的是以短期內兼容現有產品,外送PHEV電芯和發展590尺寸模組的三個中短期技術路線來走的。


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化學體系:以811為切入點,在材料中試線研究更為長遠的選擇;實際在落地過程中,根據車企的客戶的容量要求,落地622的產品。

尺寸:目前看到蜂巢在做傳統的355、590的模組都要做,往PHEV的標準模組、BEV的355模組和未來590的模組要求 這兩點在目前的產品體系里面是比較清楚的,如下所示,整體的規劃都是按照NCM811來做,其實對于一個新的電池企業往相對成熟的產品系列是沒有意義的,一個是沒有價格優勢,另外一個是積累的經驗過一個產品周期可能就沒用了。


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2)模組目前的模組線,短期內是圍繞355模組來做的,整體的設計是依照現有的成熟模組產線,通過自動化提高生產率;而590的模組作為下一步的投入。實際上在CTP真正落地以前,設計上把模組供應作為階段性產物,目前整車企業需求是電芯+模組為交付產品。

3)Pack提供Pack的CTP方案,從成本優化的角度提供優選的方案,這個目前是看不清楚的,處在一個前期研發的階段。總的來說,這個4GWh的產能,如果對應長城的PHEV和EV的需求,按照目前的52kWh和35kWh兩種,估計能配套8-10萬臺,一部分往外供應,整個工廠的運行其實也夠了。

03 Quality and competence 質量和競爭優勢

這里重點提一下,目前所說的“車規級動力電池“,主要的入手點是根據工廠的質量控制達到產品的一致性,新進入賽道的企業通過總結以前演變過來的電池企業的制造產線,用全新的電池制程規范和工藝標準,來保證整體的一致性。我個人覺得,目前領先的電池企業的產線成本雖然隨著GWh在下降,但是整體的監控和信息化是在不斷提高的,這里還是逐步通過把各個環節控制住,逐步降低人員在生產環節造成的影響。


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控制電池質量的主要抓手環節

從整個生產工藝體系為發力點,重點是過程監控的數據收集和分析改進過程,形成數據處理能力。目前的抓手是通過工廠的MES系統,對制程過程中的訂單、計劃,物料,半成品,成品,工藝配方,生產過程、設備運行,產品質量進行管控,實現 電極,裝配,化成全制程全方位信息化管理。在電芯制程過程中的2500個控制因子可實現監控,可實現MES 自動SPC 控制圖監控,實現全制程的品質管控目標。這里帶來的產品的質量波動和工藝信息數據的關聯性分析就需要挺長的一個時間去磨合還有提高效率,把人從制造環節出來,主要工程工程師投入到數據分析階段了。這里還是涉及到邊造邊練的問題,這個工廠在很高的標準提出之后,類似歐洲的Northvolt,大眾全力投入質量管控方面的要求,但是整個產品做出來怎么樣,是需要一定時間的嘗試和工藝上的改進。

這里很有意思的是,蜂巢的定位是相對尋找較高端的客戶,主要接觸歐洲的企業需求,這條常州的產線也像一個能力展示窗口。面向歐洲的客戶需求,來接受不同歐洲企業客戶的質量體系審核,然后如果達到產品需求,通過進一步融資在歐洲建立一個根據地。



小結:大眾汽車集團有一句話很有意思,低于10Gwh的產能對于它這個體量沒有意義。但是處在后補貼時代的中國車企和電池企業來說,飯要一口一口吃,路要一步步走。

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