隨著碳中和概念的不斷實(shí)施,越來越多的商業(yè)巨頭跨境擠進(jìn)新能源汽車軌道,新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)也迎來了蓬勃發(fā)展的機(jī)遇。最受關(guān)注的是動(dòng)力電池領(lǐng)域。
被稱為純電動(dòng)汽車心臟的動(dòng)力電池的重要性對于新能源汽車來說是不言而喻的。巨大的市場需求催生了寧德時(shí)代市值突破萬億的上市企業(yè)。今年前8個(gè)月,我國動(dòng)力電池產(chǎn)量比去年增長了201%,顯示出驚人的市場潛力。
然而,隨著產(chǎn)量的快速增長,新能源汽車企業(yè)的動(dòng)力電池缺口仍然高達(dá)30%-50%,甚至即將趕上全球芯片短缺的不利影響。為了擺脫電池短缺的影響,小鵬和威來已經(jīng)開始布局電池研發(fā),希望從源頭上解決限制汽車企業(yè)發(fā)展的因素,相信會帶動(dòng)更多汽車企業(yè)進(jìn)入電池領(lǐng)域。
只是在造車勢力不斷增強(qiáng)、競爭日益激烈的情況下,分散有限的R&D精力,為自己增加更多的成本消耗,會不會走彎路?
動(dòng)力電池困于長尾效應(yīng)。
事實(shí)上,從產(chǎn)能來看,截至今年8月,尚未安裝的動(dòng)力電池占我國動(dòng)力電池總產(chǎn)量的31.56%。就數(shù)量而言,所謂的電池短缺更像是一個(gè)偽命題。真正讓各大汽車公司焦頭爛額的原因是市場上能生產(chǎn)高端電池的廠家數(shù)量相對較少,目前市場上的高端電池儲能跟不上不斷增長的動(dòng)力需求。
對于新能源汽車來說,大多數(shù)電池壽命低、充電頻繁的中低端鋰電池已經(jīng)逐漸被市場淘汰,主要使用技術(shù)和材料水平相對高端的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。但目前國內(nèi)動(dòng)力電池行業(yè)主要生產(chǎn)低端電池,產(chǎn)能分布不平衡,現(xiàn)有生產(chǎn)結(jié)構(gòu)無法支撐高端電池的供應(yīng)。
出現(xiàn)這種情況的主要原因是國內(nèi)電動(dòng)自行車消費(fèi)群體龐大。電動(dòng)自行車價(jià)格相對較低,里程短,難以匹配高端電池的應(yīng)用環(huán)境,產(chǎn)生了大量的中低端電池需求。
據(jù)中國自行車協(xié)會統(tǒng)計(jì),2020年中國電動(dòng)自行車年銷量已超過3000萬輛,社會累計(jì)保有量接近3億輛。根據(jù)常用電動(dòng)自行車使用的電池組,包括4個(gè)鋰電池,整個(gè)電力電池行業(yè)至少需要維持12億個(gè)電池的生產(chǎn)能力。
雖然中低端電池的毛利率不高,但依靠巨大的銷,電池行業(yè)進(jìn)入小利潤市場的長尾效應(yīng),刺激更多的從業(yè)者進(jìn)入低端產(chǎn)業(yè)鏈。此外,由于相關(guān)規(guī)定的限制,電動(dòng)自行車不能安裝功率過大的電池,一些劣質(zhì)假冒品牌甚至使用成本低、危險(xiǎn)系數(shù)高的鉛酸電池,進(jìn)一步加深了長尾效應(yīng)的程度。
但長尾效應(yīng)更適合成本極低的產(chǎn)品。電池作為制造業(yè),除了電子產(chǎn)品的科技屬性附加值外,生產(chǎn)成本容易受到原材料、技術(shù)壟斷、稅收政策等方面的影響,長期無法通過長尾效應(yīng)獲利。與此同時(shí),隨著國家對電動(dòng)自行車控制的日益嚴(yán)格,中低端電池市場并不像預(yù)期的那么穩(wěn)定,向高端轉(zhuǎn)型也是一個(gè)不可避免的問題。
但在轉(zhuǎn)型方向上,從龍頭企業(yè)到中小企業(yè),也面臨著同樣的困惑。目前,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池作為兩種常用的高端電池,仍處于不可替代的境地。
三元鋰電池能量密度高,支持高倍放電,可提供更好的動(dòng)力性能和電能比。但由于液體電解質(zhì)易燃易爆,安全性有待提高,使用場景相對集中在小型電子產(chǎn)品上。雖然磷酸鐵鋰電池在穩(wěn)定性和安全性方面具有突出的優(yōu)勢,但在低溫環(huán)境下放電能力和容量將大大降低。同時(shí),較低的能量密度增加了大量的電池重量,較高的制備成本也降低了成品率,產(chǎn)品一致性較差。
技術(shù)沖突直接導(dǎo)致電池制造商對動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展方向的懷疑。在世界十大動(dòng)力電池制造商中,雖然中國企業(yè)占據(jù)了一半的名額,但寧德時(shí)代、比亞迪、中航鋰電池、國軒高科技、遠(yuǎn)景AESC五家企業(yè)對這兩種電池的看法也存在很大爭議和分歧。
方向不確定,加上電池技術(shù)研發(fā)和工業(yè)轉(zhuǎn)型成本高,主要電池制造商難以擴(kuò)大高端動(dòng)力電池的生產(chǎn)能力,推動(dòng)行業(yè)擺脫長尾效應(yīng)的希望仍然很小。
在這種情況下,等待電池行業(yè)通過自發(fā)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整來緩解電池短缺顯然是不明智的。而對于新能源汽車制造商來說,一直困擾著純電動(dòng)汽車消費(fèi)者的里程焦慮,也在加劇對電池的焦慮。
核心問題仍然是里程焦慮。
雖然目前20萬元以上的純電動(dòng)汽車可以實(shí)現(xiàn)500公里的續(xù)航里程,個(gè)別車型甚至可以超過600公里,但對于消費(fèi)者來說,無論續(xù)航能力如何增加,都無法從根本上緩解對里程的焦慮。
相比之下,燃油車不會產(chǎn)生過度的里程焦慮,主要原因是國內(nèi)加油站體系的完善。加油系統(tǒng)站點(diǎn)眾多,分布面廣,車主可以輕松獲得能源供應(yīng)。但部分電動(dòng)汽車受充電柱基礎(chǔ)設(shè)施不完善、充電技術(shù)拖累的限制,在能源供應(yīng)體驗(yàn)上無愧于電動(dòng)爸爸的戲稱。
對于新能源汽車車主來說,里程焦慮最嚴(yán)重的駕駛場景是由于缺電而最容易恐慌的長途旅行。在過去的國慶假期里,許多媒體報(bào)道說,由于充電設(shè)備短缺、充電效率低下等問題,新能源汽車在高速服務(wù)區(qū)排隊(duì)數(shù)小時(shí),甚至個(gè)別車主也不愿意在高溫天氣開空調(diào)節(jié)能。
根據(jù)中國電動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù),截至2020年11月,公共充電樁數(shù)量為69.5萬臺,私人充電樁總數(shù)約為153.9萬臺。然而,2019年8月,超過300萬輛電動(dòng)汽車在路上行駛,隨著時(shí)間的推移,這一數(shù)字將繼續(xù)增加。即使各地區(qū)都在加快充電設(shè)備建設(shè),電動(dòng)汽車一樁難求的現(xiàn)象仍然非常嚴(yán)重。
即使直流充電技術(shù)不斷完善和普及,由于動(dòng)力電池材料系統(tǒng)難以突破,快速充電時(shí)間也難以在1小時(shí)的基礎(chǔ)上再次縮短。根據(jù)國內(nèi)充電設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀,盲目提高電池容量會不可避免地延長充電時(shí)間,進(jìn)一步加劇焦慮。
以Model3為例,特斯拉在原有三元鋰電池的基礎(chǔ)上,于去年10月推出了國產(chǎn)Model3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版,配備寧德時(shí)代磷酸鐵鋰電池。雖然有效地增加了理論范圍,但它暴露了磷酸鐵鋰電池耐低溫效果差的缺陷。
同樣是55kwh的電池容量,新版本的Model3續(xù)航468公里,比舊版本增加了22公里的理論續(xù)航里程。然而,經(jīng)過個(gè)別車主測試,冬季環(huán)境下滿電的新Model3只能行駛240公里左右,磷酸鐵鋰電池沒有三元鋰電池高能密度的優(yōu)點(diǎn)。充電速度不僅明顯慢于三元鋰電池版本,有時(shí)甚至使用快速充電,但不能充電。
因此,許多經(jīng)歷過新版本Model3的車主對里程焦慮和低溫環(huán)境下相對較差的充電體驗(yàn)表示不滿,并希望為之前的版本增加更多的錢。標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版的差評也讓特斯拉在一年后推出的Model3高性能續(xù)航版重新采用了三元鋰電池。
由于現(xiàn)有動(dòng)力電池材料的性能限制,國內(nèi)新能源汽車品牌威來采用混合電池緩解焦慮。在過去的9月份,威來商業(yè)化了三元與磷酸鐵鋰電池混合PACK技術(shù),9月推出了三元鐵鋰電池升級包,整合了兩種電池的優(yōu)勢。
特斯拉改變池類型的變化感到沮喪,威來試圖從混合電池的方向來看,這似乎表明,除了獲得更多的高端電池外,新能源汽車公司將擔(dān)心動(dòng)力電池技術(shù)的創(chuàng)新。如何解決里程焦慮,通過技術(shù)創(chuàng)新掌握競爭優(yōu)勢,將成為每個(gè)企業(yè)不可避免的話題。
技術(shù)的創(chuàng)新和積累往往不能在短時(shí)間內(nèi)完成。在各種焦慮的壓力下,新能源汽車企業(yè)還需要做出是否獨(dú)立開發(fā)新技術(shù)的選擇。
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標(biāo)簽:人工智能,新能源汽車,動(dòng)力電池