面對依然存在的里程焦慮和多元化的應(yīng)用場景,業(yè)界提出了電池車身一體化與換電兩大技術(shù)方向,為新能源汽車補能難題的解決增添了新思路。
電池車身一體化漸成趨勢
隨著比亞迪海豹的熱銷,電池車身一體化技術(shù)的熱度再次被推高。
海豹是比亞迪海洋系前不久推出的重磅車型,由于首次采用了CTB(cell to body,電芯到車身)電池車身一體化技術(shù),在安全性、操控性和舒適性上有了全面進化。
比亞迪汽車工程研究院院長廉玉波介紹說,比亞迪之前的刀片電池采用的是CTP(cell to package,電芯到電池包)方案,從下往上依次是托盤、電芯和電池上蓋,但它與車身地板是分開的,現(xiàn)在的CTB技術(shù)則是在CTP的基礎(chǔ)上,將電池上蓋與車身地板合二為一。
而這一改進,使得比亞迪海豹的整車性能得到了大幅提升。
首先,比亞迪海豹的CTB電池車身一體化結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)CTP三層夾板,降低了車身高度,車身更為美觀,風(fēng)阻系數(shù)也更小,減少了車輛的能耗。
其次,電池與車身的一體化能降低鋼材用量,簡化了車輛的底盤結(jié)構(gòu)。同時,一排排刀片電池組成的蜂窩狀結(jié)構(gòu),也大幅增強了底盤強度,整車扭轉(zhuǎn)剛度達到了40000牛米/度。
不僅如此,CTB電池車身一體化與比亞迪的e 3.0純電平臺組合在一起,還實現(xiàn)了車輛底盤的全平設(shè)計,整車前后配重比為50:50,操控性大大增強。
此外,CTB結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)勢在于提高了電池排列的密度,有利于從物理空間加大電池容量,從而提升了車輛的續(xù)航里程。
事實上,為了進一步減重降本,動力電池體系的結(jié)構(gòu)正在不斷創(chuàng)新,電池車身一體化漸成趨勢,越來越多的車企開始發(fā)力。
今年5月初,零跑汽車宣稱已經(jīng)攻克CTC(Cell to Chassis,電芯到底盤)技術(shù),并應(yīng)用于C01車型上。與比亞迪的CTB不同,零跑汽車的CTC方案取消了電池包箱體和上蓋,只留有下面的托盤,并和門檻、橫梁緊密連接在一起,與車身電池艙形成了高剛性的腔體結(jié)構(gòu)。
零跑汽車CEO朱江明表示,零跑汽車CTC技術(shù)的靈感源自手機電池結(jié)構(gòu)從分離式變成機身電池一體化,而更加輕薄的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠為整車成本、續(xù)航里程、座艙空間帶來相應(yīng)的優(yōu)化。
其實,最早布局CTC電池車身一體化的車企是特斯拉。2020年9月,特斯拉發(fā)布了4680電芯、CTC技術(shù)和一體化壓鑄技術(shù),并宣稱其柏林工廠將采用CTC技術(shù)生產(chǎn)Model Y。
在電池車身一體化技術(shù)上布局的除了車企,還有動力電池生產(chǎn)商。
6月23日,寧德時代正式發(fā)布了第三代CTP技術(shù),同時宣布名為“麒麟電池”的新產(chǎn)品將于明年量產(chǎn)上市。
寧德時代的官方資料顯示,跟以往全部使用電池包不同,這款電池采用了底盤封裝、一體化車架等技術(shù),以便充分利用空間提升電池密度,進而“產(chǎn)生超乎尋常的能效比”。體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上,這款電池的體積利用率為72%,能量密度為255Wh/kg,整車?yán)m(xù)航達到了1000公里,并可支持5分鐘快速熱啟動及10分鐘完成80%電量快充。
換電模式也在加速跑
電池車身一體化技術(shù)的興起,自然也引起了業(yè)界對換電模式的關(guān)注。
電池從可拆卸到電池車身一體化的技術(shù)迭代,意味著電池與車身從此形影不離,不再是一個獨立的零件,這顯然與強調(diào)“車電分離”的換電模式相背而行。
不過,在動力電池原材料成本高企且大量依賴進口的背景下,作為一種有效的補能方式,新能源車的換電賽道同樣吸引了不少企業(yè)入局。
7月6日,蔚來推出了NIO Power高速換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)新計劃,準(zhǔn)備在2025年建成覆蓋“九縱九橫十九大城市群”的高速換電網(wǎng)絡(luò),為車主帶來更加便利的城際出行換電體驗。
當(dāng)日,蔚來曬出了換電業(yè)務(wù)的成績單。最新數(shù)據(jù)顯示,截至7月6日,蔚來共建設(shè)256座高速換電站,構(gòu)建了“五縱三橫四大城市群”的高速換電網(wǎng)絡(luò)。其中,五縱包括G1京哈高速、G2京滬高速、G4京港澳高速、G5京昆高速、G15沈海高速;三橫包括G30連霍高速、G50滬渝高速、G60滬昆高速;四大城市群分別為京津冀、長三角、大灣區(qū)、成渝城市群。
而蔚來此次提出的“九縱九橫十九大城市群”高速換電網(wǎng)絡(luò),則是在“五縱三橫四大城市群”高速換電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,新增了G3京臺高速京閔段、G6京藏高速京蒙段、G25長深高速津粵段和G45大廣高速京粵段;以及關(guān)中、山東半島、長江中游、山西中部、中原、哈長、海峽西岸、遼中南、北部灣、滇中、黔中、呼包鄂榆、天山北坡、寧夏沿黃和蘭州西寧城市群。
此外,蔚來還透露,接下來將會陸續(xù)發(fā)布峰值功率500kW、峰值電流650A的液冷超級快充樁和第三代換電站等全新加電設(shè)施,并宣布向全行業(yè)開放800V高壓平臺電池包及配套的換電體系。
蔚來公司總裁秦力洪說,換電業(yè)務(wù)一直是蔚來新能源棋局上的重要一子,“只要蔚來這個品牌還在,換電業(yè)務(wù)就會永遠干下去。”
不只是蔚來,北汽、長安、廣汽埃安等車企均在發(fā)力換電模式,而背靠吉利的睿藍汽車更是推出了激進的“All in換電”戰(zhàn)略。
6月21日,睿藍汽車首次對外發(fā)布了涵蓋整車技術(shù)平臺、換電補能平臺以及大數(shù)據(jù)云平臺的新一代GBRC水晶架構(gòu),并計劃大規(guī)模布局城市換電網(wǎng)絡(luò),用更低的運營成本構(gòu)筑競爭力。
睿藍汽車副總裁蔡建軍表示,“睿藍汽車不只是一個‘換電汽車’的制造商,我們還將多向發(fā)力,打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈,構(gòu)建可循環(huán)的一體化換電生態(tài)圈。”他預(yù)計,今年年底,睿藍汽車會和生態(tài)伙伴一起完成200多座換電站的投建,并在未來3年至少推出6款覆蓋全域車型的換電汽車。
值得一提的是,在大力發(fā)展電池車身一體化技術(shù)的同時,寧德時代也沒有放棄換電方案。今年年初,寧德時代的全資子公司時代電服發(fā)布了換電服務(wù)品牌EVOGO樂行換電,以及標(biāo)準(zhǔn)化組合換電整體解決方案。按照規(guī)劃,EVOGO將選擇10個城市首批啟動換電服務(wù)。
新能源車補能迎來多解時代
盡管不少新能源車型的續(xù)航里程都在500公里至800公里左右,有的甚至能達到1000公里以上,但相較燃油車而言,一些消費者仍對新能源汽車存在里程焦慮。對此,業(yè)界提出的解決方案,一是擴大電池容量,二是提升充電速度。
與此相對應(yīng)的最新技術(shù)成果便是車身電池一體化技術(shù)與換電模式。
時下,在保有量增加、補貼退坡、新能源汽車提價等一系列因素的作用下,換電模式似乎成了對車企和車主雙方都利好的方案之一。
對用戶來說,換電模式既能緩解車主的電量焦慮,又可以避免長時間的充電等待,提升了車主的出行體驗。畢竟,將一輛新能源車充滿電,慢充時需要8小時至10小時,快充也需要半個小時以上,但換電模式卻只需要3分鐘到4分鐘,這無疑大大緩和了出行與補能之間的矛盾。
而對車企來說,“車電分離”的換電模式可以降低購車成本,從而吸引用戶購買提高銷量。據(jù)了解,新能源汽車的整車成本有40%左右來自于動力電池,如果車企采用“車電分離”的銷售模式,勢必會降低消費者的購車成本。
不過,換電模式也存在一些痛點,比如各企業(yè)的電池標(biāo)準(zhǔn)、換電站標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,導(dǎo)致廠商之間很難實現(xiàn)通用換電,容易造成重復(fù)建設(shè);基于車電分離模式,動力電池的出險定損、賠付及殘值交易尚無國家規(guī)范;換電站土地資源緊缺等。
“最為重要的是,目前還沒有換電站能真正實現(xiàn)盈利。”中國汽車戰(zhàn)略與政策研究中心主任黃永和說,成本一直是涉及換電業(yè)務(wù)企業(yè)不可避免的頭等問題,只有探索出能夠盈利的商業(yè)模式,才能真正推動換電模式的市場化進程。
從某種程度上來說,電池車身一體化與換電是兩個極端:換電模式是把電池拆下來,而電池車身一體化卻是把電池直接融合進底盤中,但這樣一來,也相當(dāng)于摒棄了換電方案,不論是單個電芯還是整個電池包,維修與更換的便利性和成本都會受到很大影響。
在中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長黃學(xué)杰看來,電池車身一體化技術(shù)最大的亮點在于,在擴大電池容量的同時,還減少了零部件數(shù)量,降低了生產(chǎn)成本,缺點則是取消電池包設(shè)計之后,電池由之前的模塊系統(tǒng)狀變成了分散狀,二次回收利用比較困難。
業(yè)界認(rèn)為,目前新能源車的補能難題依然存在,而換電模式與電池車身一體化都是可供選擇的解決之道。雖然換電模式與電池車身一體化技術(shù)相向而去,但并不代表這兩種技術(shù)沒有共存的空間,二者在市場中也不是誰替代誰的關(guān)系。恰恰相反,在生機勃勃的新能源車市場,無論是換電模式還是電池車身一體化都有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛢r值。
原標(biāo)題:技術(shù)爭鋒求解新能源車補能難題