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埃安、极氪、蔚来,车企开启自研电池争夺战

[2024-01-04 13:14:38] 编辑:财经控 点击量:68
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导读:图片来源@视觉中国2023年的新能源汽车竞争,从年初卷价格、年中卷营销,到年末卷智驾,车企之间的竞争不断升级,而一场突如其来的寒流又将电动车打回原形。在续航焦虑重新占据舆论C位的情况下,竞争焦点再度被拉回到起始点,一场关于补能的技术比拼 .....

埃安、极氪、蔚来,车企开启自研电池争夺战

图片来源 @视觉中国

2023 年的新能源汽车竞争,从年初卷价格、年中卷营销,到年末卷智驾,车企之间的竞争不断升级,而一场突如其来的寒流又将电动车打回原形。在续航焦虑重新占据舆论 C 位的情况下,竞争焦点再度被拉回到起始点,一场关于补能的技术比拼也悄悄打响。

从 12 月中旬开始,短短两周之内,埃安、极氪、蔚来三家造车新势力就相继发布自研电池。其中,最引人注瞩目的还是蔚来 46105 大圆柱电池,这款产品有行业最低的单芯内阻,5 分钟可补能 255 公里。

更重要的是,与此前的纯技术发布不同,这一次上述车企的自研电池都已经走到了量产阶段。

比如,广汽埃安在发布 P58 微晶超能电池的同时,旗下因湃电池工厂也正式竣工投产。极氪的金砖电池也首搭在新车极氪 007,并于 2024 年 1 月 1 日启动交付,而蔚来的 150 度固态电池更是直接上路实测,这款电池在冬季低温状态下的续航超过 1000 公里,后续将以灵活升级的方式服务蔚来所有在售车型。

此外,随着头部车企将自研电池的链路跑通,更多的车企也准备排队进场。此前,长安汽车已在广州车展上发布了自研电池品牌 " 金钟罩 ",并计划在接下来 7 年陆续推出 8 款自研电芯,而近期奇瑞汽车执行副总经理、研发总院院长高新华也对外透露,奇瑞汽车明年将正式推出自研电池产品。

如果将这两家车企计算在内,截至目前,自研电池的国产车企已经超过 10 家。除了零跑、岚图等少数车企在自研之余选择外采电芯,包括比亚迪、广汽、上汽、吉利、长城、蔚来等在内,多数玩家均选择了从 0 到 1 的全产业链布局,其中,比亚迪、广汽等巨头还将手伸到了上游原材料领域。

某种程度上,车企对电池自由的追求似乎没有尽头,而这场轰轰烈烈的自研大潮才刚刚开始。

超越发动机的存在,电池到底有多重要?

当然,不同车企自研电池的出发点并不完全相同,但归根究底都是同一个逻辑:电池太重要了。

" 无论电池、电机、电控,都是电动车的基础,这是我们对电池的认知和重要性定义 ",12 月 15 日,吉利控股集团总裁、极氪智能科技 CEO 安聪慧在金砖电池发布后的媒体沟通会上表示,一家电动车企未来想要形成竞争力,必须掌握各个关键领域的核心技术,而电池是最基础的要素。

首先,在产品定义方面,从续航、空间、性能、安全到体验,电池影响着电动车的方方面面。比如,在用户感知最明显的续航方面,同样是采用宁德时代三元锂电芯的 100 度电池包、搭配双电机的电动轿跑,2.185 吨重的蔚来 ET5 能跑 700 公里左右,而 2.655 吨的小米汽车却能跑 800 公里。

这背后是汽车电池相隔 3 年的技术差异,其中,小米汽车采用的是宁德时代最新上市的麒麟电池,这款电池在相同化学体系、同等电池包尺寸下,电量相比 4680 提升 13%,最高能量密度达 255Wh/kg。不过,蔚来在 2023 年 NIO Day 发布的 120 度大圆柱电池,能量密度已经可达 260Wh/kg。

" 我们一直觉得电池还有很多突破空间 ",蔚来电池系统副总裁曾士哲指出,很多车企只是将供应商的东西拼凑在一起,但无论是材料的选择,还是零部件的焊接方式,现在电池的创新都体现在细节上。比如,通过上盖局部胶粘和防碰撞的特殊设计,蔚来的大圆柱电池空间利用率提升了 24%。

值得注意的是,很多创新也不仅仅是从电池密度出发。按照蔚来电驱及高压架构负责人毕路的说法,在车企竞相角逐的高压快充技术方面,从外部的超充桩、换电站,到内部的电控、电池,这是一个大的闭环,其中,电池不仅要满足高压快充的存储密度,还需要满足高压传输的能量效率。

这意味着,如果脱离了高倍率电池,高压快充很难发挥真正效用。比如,作为国内首款基于 800V 高压平台的量产车,小鹏 G9 全系标配的是 3C 快充电池包,充电速度大约是 15 分钟补能 400 公里,但同样是 800V 平台,最新上市的极氪 007 搭载 4.5C 的金砖电池,可以实现 15 分钟补能 500 公里。

对于车企来说,电池已经成了整个补能体系的关键一环。当前,为了配合首款纯电车型问世,理想汽车不仅在大力布设超充站,还联合宁德时代研发了 5C 超充电池,这款电池可以实现 12 分钟补能 500 公里,但可能相较蔚来 900V 平台下的 5C 电池还是稍逊一筹,后者 5 分钟就可补能 255 公里。

"5C 充电关键点在于电池的阻抗 ",曾士哲解释称,当前,市面上的大圆柱电池抗阻一般在 3 毫欧左右,很难支撑 5C 快充技术,而蔚来的 46105 大圆柱电池可以做到 1.6 毫欧的抗阻,相当于降低了一半,但他也强调,大圆柱电池的超快充技术还处在非常早期的阶段,未来还有较大提升空间。

从产品力的角度出发,电池的升级远未到尽头,在车圈竞争不断升级的当下,除了续航和补能之外,车企比拼的空间、性能、安全、乃至品牌,都可以从电池上找到解法。比如,性能方面,极氪的金砖电池在 3 秒脉冲放电倍率最高可达 16C,巨大的瞬时能量可让百公里加速轻松跑进 3 秒。

随着 CTP、CTB、CTC 等电池车身一体化技术的升级,电池逐渐从能量件变成结构件,车内空间也得以不断拓展。根据极氪提供的一组统计数据,当前,奥迪 A6L、奔驰 E 级和宝马 5 系等传统豪华品牌的 " 得房率 " 普遍在 73%-76% 之间,而搭载金砖电池的极氪 007 的 " 得房率 " 则达到了 81.8%。

此前,理想汽车电池负责人柳志民也曾对外透露,早在 2019 年下半年,理想产品团队就接到了创始人李想要求内部做一款家庭 MPV 的诉求,但基于自身的增程技术,当时理想的 MPV" 得房率 " 只能做到 67%,与旗下大型 SUV 车型 L9 相当,后来发现要做到 70% 以上的 " 得房率 " 只能是纯电车。

" 这是电动汽车软、硬件的天然优势 ",蔚来 CEO 李斌在 2023 年 NIO DAY 的采访中表示,由于电池、电驱的先天技术特性,现在电动车可以做很多燃油车做不了的事情。他以安全性举例称," 以前的汽车怎么讲安全冗余都没有意义,因为发动机时代根本做不到,最多在后面搞个备胎。"

如今,电动车可以发挥自身技术特色,进一步提升整车的安全上限。据李斌介绍,蔚来新一代旗舰车型 ET9 具备制动、转向等 7 重安全冗余,所搭载的大圆柱电池还融入了新的热电分离设计,并研发了智能高精度热失控算法,可大幅提升单芯电池安全、预防电池过热甚至自燃等情况发生。

总体来看,电池就如同一辆电动车的心脏,它的状态决定了最终的产品边界,重要性远胜于燃油车时代的发动机。单从占据整车 30%-40% 的成本比重来看,电池在供应链上的重要性已经不言而喻,而对于蔚来等采取换电模式的车企来说,电池还不仅是一个零部件,更是一个独立的大单品。

" 这里面也有一些思维模式的区别 ",李斌表示,所以蔚来考虑电池的生命周期有多长,很大程度上不是从 8 年质保期出发,而是将电池材料、回收流程、回收工艺以及梯次利用都纳入进来,从电池的全生命周期去考虑," 如果这么去看这件事情,它的视角就不一样,需要我们自己去定义。"

特斯拉带头 车企争夺电池话语权

不过,作为整车定义的关键一环,很长一段时间,电池的供应链都受制于宁德时代等少数巨头。

江西新能源科技职业学院新能源汽车技术研究院院长张翔指出,这种供应链格局与动力电池的产业门槛息息相关。电池是一个资源密集性的行业,投资力度大而回收周期较长,宁德时代由于起步早,拥有较大的规模优势,并且通过早期与宝马等国际一流车企合作,啃下了配套的技术标准。

反应在市场份额上,从 2016 年开始到 2022 年,宁德时代已经连续 6 年问鼎全球动力电池装机量榜首。其中,2022 年,宁德时代装机量高达 191.6GWh,市占率为 37%,而排名其后的 LG 新能源、比亚迪、松下分别为 13.6%、13.6% 和 7.3%,相当于三大巨头的份额加起来还抵不过宁王一家。

这种一家独大的市场局面,为电池的供需矛盾埋了伏笔。2015 年,不甘于受松下产能限制的特斯拉,通过投资三元锂电之父杰夫 · 戴恩的研究小组,拉开了车企自研电池的序幕。随后,特斯拉又相继收购了电池技术公司 Maxwell 以及电池设备公司 Hibar,并在 2020 年推出自研的 4680 电池。

特斯拉的举措引发了部分车企跟进。其中,长城汽车于 2018 年将电池部门独立并改名为蜂巢能源,专注于动力电池及储能电池系统的研发、生产和销售,蔚来汽车则在 2020 年底发布 100 度电池包后,也开始投身 150 度半固态电池的研发。当时,这些在外界看来只是一些试探性的动作。

然而,从 2021 年开始爆发的电池荒,进一步催化了电池的供需矛盾,很多车企的一把手都需要亲自出面 " 抢电池 ",甚至何小鹏曾被爆在宁德时代蹲守一星期。与此同时,不断攀升的电池价格也让所有车企有苦难言,广汽集团董事长曾庆洪更是在公开场合吐槽," 我们是在给宁德时代打工。"

与之相对的则是,从电池起家的比亚迪,由于自身具备电池供应能力,逐渐迎来业务爆发期,尤其是在车企普遍遭受疫情冲击的 2022 年,比亚迪更是吃尽垂直整合的供应链红利,全年汽车销量达到 186.85 万辆,同比增长 212.82%,并且还一举超越特斯拉,成为全球新能源汽车销量冠军。

更重要的是,在车企普遍遭遇成本压力的情况下,比亚迪的盈利能力也是一枝独秀。根据财报显示,从 2022 年 Q1 到 Q4,比亚迪的净利润从 8.08 亿元攀升至 73.11 亿元,全年净利润达到 166.22 亿元,相当于一次性实现了过去 5 年的利润总和,利润增速也高达 446%,在业界可谓遥遥领先。

此外,一直模仿比亚迪走垂直整合路线的零跑汽车也开始崭露头角。2022 年,零跑汽车全年销量为 11.12 万辆,同比增长 154%,对应的总营收为 123.85 亿元,同比增长 295%。2023 年初,为了进一步抢占市场份额,零跑汽车打着豪华平权的口号将旗下中型 SUV C11 的价格杀到 14.98 万。

" 我们一款中型 SUV 为什么能卖 14.98 万,说白了就是靠电池等在内的全域自研能力 ",零跑汽车电池产品线副总裁宋忆宁表示,毋庸说零跑有高达 7 成的零部件自研率,仅是自创的 C2C 电池车身一体化就可以大幅降低成本,"C11 这个价格放出来,别人要学也我们,至少也要一两年时间。"

对于电池带来的技术降本空间,特斯拉曾给出了一组更直观的对比数据:由于 4680 电池的单体容量相较于 2170 电池提升 5 倍,所以对应的每度电投资成本减少 7%、总成本减少 14%,而通过 4680 的 CTC 一体化技术及整车的一体化压铸工艺,还可以减少 370 个零部件、并给整车减重 10%。

强烈的对比之下,更多的车企开始加速自研步伐。其中,2022 年 5 月,蔚来在前期自研技术的基础上,宣布投资 2.18 亿元在上海建设电芯研究实验室和试制线,同年 10 月,蔚来再度以 20 亿的注册资本在安徽成立蔚来电池科技有限公司,主要从事电池制造、电池销售等方面的工作。

对此,李斌也公开算了一笔账:电池占整车成本近 40%,如果以 20% 的毛利率来算,蔚来如果自己造电池,就能多出约 8 个点的毛利。车企在外采电池的情况下,一般整车毛利在 10 个点左右,如果蔚来自研电池和芯片的话,毛利率整体能提升大约 10 个点,相当于整车毛利率能达到 20% 左右。

根据电厂不完全统计,2022 年,除了蔚来之外,上汽、广汽、吉利、大众、宝马等多个车企的电池项目也都在集中动工。其中,吉利从 2019 年 3 月开始,在国内陆续投资了 12 个电池项目,累计投资规模超过 1300 亿,而 2022 年落地的鹰潭、桐庐、盐城、衢州 4 个项目,约占总投资的 31%。

一场轰轰烈烈的自研大潮由此蔓延开来。期间,电池巨头也曾试图修复与巩固与车企的合作关系。2023 年年初,宁德时代就推出了一个 " 锂矿返利 " 计划,即:未来 3 年,倘若车企将 80% 的订单给到宁德时代,宁德时代会将 50% 的碳酸锂原料按每吨 20 万元的价格结算,剩余再按照市价计算。

对此,车企对此却并不感冒。宋忆宁告诉电厂,这种条款实际意义不大。一方面,车企对电池降价预期要比上述条款设定的 20 万元更为乐观。另一方面,宁德时代在上述条件之外还有一些隐形条款,比如,在 3 年的合作过程中,车企还是需要先按市价打款,后续结算后才会返还差价。

这对于很多车企来说无法缓解现金流压力。他强调,零跑还是希望能在电池上占据主导," 除了电芯以外,我们的电池全部都是自己做,所以我们把电芯也标准化了,相当于尺寸、型号、容量都定了,随时去 4、5 家供应商里面挑,我们来占主导,所以我们这两年用宁德时代的电池越来越少。"

从自研到自供,车企离电池自由还有多远?

问题是,车企自研电池也并不是一条坦途,最典型的代表可能就是特斯拉。

从 2020 年推出自研的 4680 电池以来,特斯拉在量产阶段就遭遇了各种问题。这款电池最大的特点是采用了无极耳技术,可以缩短电子流通路径,减小电池内阻与产热量,带来更高的输出功率与更好的快充性能,但这也带来了生产工艺上的挑战,比如激光焊环节不易控制,良品率一直上不去。

2022 年年初,在经历了一年半的摸索之后,特斯拉 4680 电芯产量首次突破 100 万枚,随后,特斯拉宣布在得州和柏林两座新工厂开设 4680 电池生产线,规划产能分别为 100Gwh、50Gwh,而同年 8 月,首款搭载 4680 电池的车型 Model Y 也在美国官网重新上线,一切看上去正逐渐走上正轨。

可好景不长,从 2022 年 8 月开始,4680 版 Model Y 迄今为止两度上线、又两度从特斯拉官网消失。对此,外界普遍猜测有两个,一个是由于实际路测效果不佳,特斯拉正准备升级现有的 4680 电池,二是 4680 电池产量有限,特斯拉要将产能优先供给 Cybertruck,后者已于近期正式启动交付。

不过,从最新的消息来看,最大难点还是 4680 电池的量产问题。据外媒爆料,由于在生产 4680 电池阴极材料时,所使用的干涂层技术尚无法达到规模化量产要求,当前,特斯拉的 4680 电芯产能仅够支撑每年 2.4 万辆 Cybertruck 的交付,而马斯克也曾强调这款车的产能要到 2025 年才能爬到 25 万辆。

事实上,遭遇量产难题的不止特斯拉一个。近期,蔚来已经路测的 150 固态电池也面临较大的爬坡压力。根据李斌介绍,这款电池已经做完了验证与实测,市场预期被拉得很高,但每个电芯都要做 CT 检测,所以整体成本很高,生产也有较大难度,如今产量并不高,大规模交付还要再等一段时间。

" 电池是一个技术门槛很高的行业 ",宋忆宁表示,自研电池的确能够带来很大的降本空间,但车企并不一定都需要亲自下场造电芯。" 我一直认为电池里面有两个东西比较难,一个是电芯,一个是芯片,这两个东西很奇怪,只有能用和不能用两种状态,哪怕做得再好看,不能用的话价值就归零。"

当前市面上排名前 10 的电池厂商,尤其是中国厂商都投入了很多年,磷酸铁锂技术普遍比较成熟,而难度更大的三元锂电技术,除了宁德时代,现在中创新航等厂商也做得不错,车企有足够的选择空间。宋忆宁认为," 这么多厂商都做这么好,车企没有必要再出来单干,能把资源整合好就不错了。"

对此,张翔也持同样的态度。他告诉电厂,电池的制造门槛也很高,车企自己下场的话,将会占用宝贵的发展资金,车企应该将更多精力放在电池的集成上面。根据中金公司的研报显示,即便不考虑研发及人员投入,单是锂电设备的成本就在 2 亿元 /GWh 左右,并且这些设备的换代周期也只有 3-5 年。

此外,根据麦肯锡估算,只有在汽车生产规模达到 50 万辆以上,或者电池生产规模达到 15GWh 以上,车企自产电芯才可能具备成本优势。这意味着,在这样一个门槛高、投入大、周期长的行业中,与龙头拼效率是一件很有风险的事情,尤其是考虑到电池技术的进化也存在很大的不确定性。

由于面临较大的资金压力,原计划自造电芯的蔚来已经被迫放弃了这条路。近期,李斌在采访中坦言,长期来看,车企研发电池可以改善毛利,但短期的确很难,车企需要不断平衡投入产出比," 电池是一个重资产的事情,从材料到电芯、整包、BMS,我们会自己做研发,但是让别人来制造。"

当然,还有很多车企仍在坚持,比如,广汽埃安、极氪等等。根据安聪慧介绍,极氪自研的金砖电池在生产效率上能提升 40% 以上,每度电成本较同等三元锂下降 14.8%,但他也承认,如果将电池等在内的补能网络放在一起独立核算,这块业务至今还是亏损的。其中,衢州极电工厂投资就超百亿。

从投资承受力以及销量规模来看,当前能撑得起自建电池厂的可能就是比亚迪、特斯拉及广汽埃安。2023 年,三者的年度销量分布为 300 万辆、180 万辆、48 万辆。其中,埃安的因湃电池工厂近期也正式投产,最高单线产能为 6GWh,但对于总体规模和具体的量产时间,埃安方面仍然三缄其口。

可以预见的是,即便是特斯拉、埃安这样的巨头,车企距离真正的电池自由还有很长的路要走。

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