磷酸铁锂回归乘用车,“汉”想干嘛?
2020-08-19赛迪顾问
“十年磨一剑,比亚迪致力于把汉打造成集‘安全、性能、豪华于一体的新能源旗舰轿车。”在7月12日的发布会上,王传福字字如刀,高调宣布比亚迪汉EV以及汉DM上市。其中,汉EV车型是全球首款搭载刀片电池的车型,标志着磷酸铁锂电池高调“回归”乘用车领域。近日,赛迪顾问发布《从24万元的“汉”,看当前新能源汽车的车型设定和磷酸铁锂电池的应用价值》一文,本报摘要刊登,以飨读者。
5月19日晚,比亚迪发布了王朝系列新车型——汉的定价。其纯电动版装配有比亚迪自产磷酸铁锂刀片电池,价格为24万元-28万元(文中所述新能源汽车价格均为补贴后价格);而插电混动版则采用三元电池,价格23万元。定价与不久前上市的小鹏P7高度重合,同样低于特斯拉Model3。比亚迪将“汉”推入自主品牌涉猎较少的中大型轿车领域,却把价格定在了中型车区间。这与“新能源汽车购置价格偏高”的一般认识并不相符。汉的价格符合其定位以及产业发展现状吗?
仅仅为拉低价格?
动力电池产业不断成熟,成本持续下降。动力电池作为储能单元,其昂贵的价格一直是新能源汽车总价居高不下的主要原因。随着原材料价格稳定、技术升级、产能释放、生产良品率提高,动力电池成本也在不断下降。2019年动力电池系统价格较2018年下降20%,预计未来两年仍有10%、8%左右的降价空间。价格的不断下降,使新能源汽车价格整体降低成为可能。以比亚迪汉76.9kWh电量计算,2020年时电池价格比2018年低2万元-3万元,成本下降显著。
磷酸铁锂电池的应用,进一步降低了直接成本。
磷酸铁锂电池单体及成组技术的优化升级,使磷酸铁锂电池重回中高端纯电动乘用车成为可能。比亚迪汉使用的磷酸铁锂电池系统比能量为141Wh/kg,作为对比,采用LG电池的“标准续航升级版”的Model3其系统比能量也仅为143Wh/kg,两者相差无几。再加上比亚迪新电池成组方案对空间的优化,也使磷酸铁锂电池系统体积能量密度低的劣势有所改善。磷酸铁锂电池重新应用,则进一步降低了电池的使用成本:一方面,磷酸铁锂电池材料成本、制造成本较低,使电池直接成本低于三元电池;另一方面,磷酸铁锂电池单体安全性较好,在电池系统安全防护方面成本也较低。初步估算,相较于使用三元电池,使用磷酸铁锂电池可以再次降低比亚迪汉约1.5万元-2万元的成本。根据此前发布的2020年新能源汽车补贴标准,超过30万元的车型将不能获得补贴。使用磷酸铁锂电池也顺利将“汉”的全部配置拉回到“30万元”的补贴线之内。
从比亚迪新能源汽车的产品结构来看,“汉”作为目前继承概念车e-Seed特征最多的产品,其定价符合当前产业发展水平。同时比亚迪汉的出现,也可以看作当前车型布局和技术路线选择的典型代表。
替代燃油车路有多远?
成本差距小,综合性能高。相比紧凑级车巨大的价格差距,中型及以上新能源汽车的定价已进入同级别主流燃油车价格区间,如小鹏P7、广汽Aion LX、理想ONE、比亚迪唐等车型。特斯拉Model3的价格更是撼动了中型豪华车市场。电驱动、电池技术的提升以及新应用模式的出现,虽然无法在短期内使新能源汽车安全、寿命、空间等问题得到根本解决,但却有效改善了续驶里程短、补能时间长等短板。特别对于尺寸较大的中型及以上车型,由于底盘空间大,可以承载电池的空间多于紧凑型车,使其续航里程更进一步。目前,中型及以上纯电动乘用车工况续航里程均达到400公里,主流车型更是达到500-600公里,基本满足大部分的出行需求。使用成本、动力性能则是新能源汽车的普遍优势。即便是中型及以上车型自重增大,使用成本也仍低于同级别燃油车。综合来看,中型及以上级别新能源汽车综合竞争力已经逐渐显现。
中型车市场正在成长。近年来我国中型车市场稳定增长。2019年车市整体下滑,中型轿车和中型SUV成为增长最好的细分领域。2019年中型轿车和中型SUV在乘用车领域合计市场份额已达到16.7%,超过小型及以下车型,成为第二大的细分领域。随着公共交通不断完善及多元化出行方式发展,用车群体逐渐分化,市场也进入存量市场竞争,换购、增购的再购车消费者成为市场增长的主要动力。市场调查显示,再购车消费者消费升级趋势明显,且购车价格普遍较高,这也将助推中型车保持稳步增长。
在中型及以上车型领域,新能源汽车与同级别燃油车价格差距已经显著缩小,性能短板也得到有效改善。随着智能化、网联化、娱乐功能不断增多,新能源汽车电能优势也被放大。在这一领域,新能源汽车已具备替代燃油车的基本条件,消费者认可度也在快速提升。消费者在选购燃油车时交叉对比新能源汽车的比例已经从2017年的0.6%提高至2019年的2.3%。在此背景下,中型车市场增长对于新能源汽车来说无疑是重大利好,或将接替微型车成为推动新能源汽车市场增长的重要引擎。
技术路线之争
磷酸铁锂电池与三元电池之争,看来还会持续相当一段时间。
磷酸铁锂电池有助于企业更加从容的控制成本。磷酸铁锂电池的低成本,也有助于车企在现有车型基础上配置更为廉价的短续航车型。以特斯拉为例,第333批《道路机动车辆生产企业及产品公告》中可以看出,特斯拉已经明确推出使用磷酸铁锂电池的Model3。从当前已知信息来看,磷酸铁锂版应为在329批次公告的Model3长续航版基础上改装,改装后整备质量与原长续航版一致,均为1745kg;总质量减少14kg,应为采用磷酸铁锂电池后空间减少,载重减少所致。按照当前三元、磷酸铁锂电池价格及性能计算,磷酸铁锂版Model3的续航里程或将达到581公里,电池系统成本减少23376元。而如果使用三元电池,达成这一续航里程,成本只能在原长续航版的基础上减少10806元,与使用磷酸铁锂电池相比,成本相差超一万元,使用磷酸铁锂电池降成本的效果十分显著。电池成本的减少,可为车企在优化配置、丰富功能、控制成本方面提供极大的操作空间。
磷酸铁锂电池有助于提升安全性能,优化安全防护冗余设计。5月中旬,GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》和GB 38031-2020《电动汽车动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准正式发布。从2021年1月开始,动力电池热扩散成为新能源汽车新的必检项目。“热扩散”测试自提出以来,一直是国内外新能源汽车界、动力电池界在安全领域讨论的焦点,并多次引发电池技术路线的争论。与此前征求意见稿相比,正式标准中剔除热扩散时间记录方法,调整了热失控发生判定条件,突出了“确保乘车人员安全”这一核心标准,也使三元电池系统能够达到热扩散测试要求。但由于存在材料层面上的安全差距,三元电池需要在电池系统层面增加更多安全防护,以及更灵敏的安全监控机制来实现电池系统安全。而磷酸铁锂电池单体拥有较好的电化学安全性,可降低電池系统安全防护设计的难度,使电池系统设计的重点聚焦在电性能方面的提升。
虽然磷酸铁锂电池在低成本开发车型、降低安全防护设计难度方面作用明显,但其缺点也是显而易见的。一是与三元电池相比,磷酸铁锂电池上限较低,不利于发展高性能车型。二是磷酸铁锂电池回收及再利用商业模式仍未成熟,废旧磷酸铁锂电池的回收可能将成为企业的负担,从长远来看,对于车企来说,在电池全生命周期内,磷酸铁锂电池成本与三元电池相比并无显著优势。因此,磷酸铁锂电池并未拥有绝对优势,也无法全面取代三元电池。
产业发展初期,企业及专家学者普遍认为纯电动乘用车应优先发展续航里程在300公里左右的小型车,以充分发挥新能源汽车节能、便利的优势。但随着消费者对新能源汽车性能的期望不断提高,具备较长续航里程的中型及以上级别新能源汽车反倒有可能最先攻破“燃油车”的围困,实现真正意义上的燃油车替代。新能源汽车向大型、高端化发展,可以展现新能源汽车在智能网联、操控便利性方面的优势,改变消费者心中因早期低质量小微车型泛滥而形成对新能源汽车的偏见,也符合我国汽车产业品牌向上的趋势。磷酸铁锂电池高调“回归”乘用车领域,使车企在布局新车型、完善产品矩阵时有更多的选择,这彰显了我国动力电池产业多条技术路线并行发展的优势。多条技术路线间并无谁优谁劣之分,满足终端消费者使用需求,配合开发出物美价廉的新能源汽车,才是产业发展的关键。