电池推动产业链“变天”
2020-12-16文/
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10月17日,宁德时代(CATL)在“动力电池国际峰会”上宣称,正在致力于将电池架构技术自CTP(电芯集成为电池包)向CTC(电芯直接与底盘集成)过渡,计划2030年才能实现。
都盯上了电池架构
宁德时代是一家To B企业,似乎对忽悠公众、确立人设不感兴趣。但这一番话也太过理工直男范儿了,对宁德时代的公众形象并无助益。To B企业一样需要树立形象,何况宁德时代真的有货色。
这些话毛病在哪儿?一点都没藏着掖着,也没有任何粉饰,这倒无关紧要。没有精美PPT,不会营造科幻氛围,也无伤大雅。问题是,2030年太久了,一听就让人泄气。宁德时代估计也委屈,因为从技术发展规律、研发时间线安排,可能确实需要这么久。
国家产业规划动辄10年,但对一家企业而言,“10年的饼”放久了会馊掉,承诺太久也会让受众倒胃口。
相比而言,特斯拉简直是做企业形象营销的典范。虽然9月份的特斯拉“电池日”,令投资者感到失望,令供应商感到乏味,但媒体和消费者中的大多数,仍对马斯克表示支持。后者“科技之光”的人设并未削弱,反而被公众强化。
虽然“电池日”充满槽点,功率和能量概念给的都不大对,只有成本和续航里程还靠点谱。这不奇怪,特斯拉毕竟是整车厂商,后两者是其每天都在折腾的数字。
有人称,马斯克讲无人驾驶“还可以”。言外之意,电池还是算了。不过马斯克也讲到电池架构革新的问题。
以攻为守
马斯克提出“结构电池”的思路,和宁德时代的CTC有点类似,都强调电池是底盘结构的一部分,承担一部分底盘受力。这么做显然将节约结构铸件的重量和体积,变相提升了能量密度。缺点也很明显,电池热传递变得麻烦,机械力将使电池架构承压,不可能更换电池迫使电池寿命必须不低于车辆整体寿命。
马斯克给的说法是,特斯拉每千瓦时电池成本降低56%,续航里程提升54%,投资生产成本下降69%。
不过,这些数字并未经实践证实,属于拍脑袋作品,看看就好。
那么,宁德时代和特斯拉说的,真的是一回事吗?
宁德时代给出的是工程思路,前景可见,路线清晰,也具备执行力,需要解决的问题在电池技术之外。
而特斯拉只给出一个愿景,没有路线图,自然也没有解决时间表,基本上空对空。这么一个提法,没必要神圣化。但我们不能简单以吹牛视之,原因很简单,不要忘了特斯拉只是整车厂。在电池技术方面,它是系统集成商。
在电化学领域,特斯拉基本依靠供应商与合作伙伴。既然模组(Batteries)和电池包(Pack)设计日益依赖电芯技术,那么电芯供应商会不会趁机抢班夺权?特斯拉显然担心这一点,收购Maxwell,在电池日上吹嘘4680电池(就是大个圆柱电池单体),看上去像是要和供应商抢饭吃。实际上,只是担心供应商把自己的核心竞争力抢断而已,这叫以攻为守。
否则,特斯拉就没必要采购大量LG、松下、宁德时代、力神等一众供应商的产品,自己做不求人,多好。
英雄所见不同
那么宁德时代到底说的是什么技术路线?原理上不麻烦,但实践起来可能需要很长时间的投入研发。
传统做法,是将若干电池单体(cell)组成模组(Batteries),若干模组构成电池包(Pack)。2019年宁德时代的CTP,就是从单体到电池包(cell to pack),跳过模组,直接组成电池包,增加空间利用率,进而提升能量密度。
今年,宁德时代又提出CTC,即单体到底盘(Cell to Chassis)。意即跳过模组和电池包,电池通过某种方式直接铺装在底盘“安全区”内。没有Pack结构件约束后,电池单体必须承受一定底盘力。这就意味着只能用方形电池,而不能用圆柱或者软包电池。
宁德时代和特斯拉在应用效果上,倒是取得共识,那就是通过电池结构革新,即便单体能量密度不变,整车续航也将提升到1000公里。
特斯拉的做法简单粗暴——将底盘一分为三,车头车尾组件整体压铸,中间放电池部分单独铸造,然后用电池填充。
可以想像,小小的碰撞就必须更换整个压铸组件,而非像以前那样换个后杠就能解决。生产端倒是节约成本了,客户这边能答应吗?更重要的是,特斯拉没有公布细节,也没有公布时间线,看不出如何实现。
宁德时代提出的CTC,不能认为是CTP的延伸或者升级版本。两者无论技术,还是商业模式,都有巨大差异。
CTC不是新概念,有些企业已经研究了。无论滑板式底盘,还是独立底盘,都保留了Pack。这表明CTC难以一蹴而就。
在发生碰撞的时候,无论哪种架构,都不希望电池直接参与碰撞力的传递。要尽可能保护电芯,这是共识。
但是,如果Pack大幅压缩甚至取消,其中的承力铸件(主要是横纵梁)消失后,如何避免电池受力,这是个难题。目前业内有解决办法,但显然不成熟,也未能在量产车上应用,这是宁德时代需要长周期的理由。
技术改变商业
更要命的是,此前从未有一种技术,能够直观改变供应链的稳定。如果电芯必须适配底盘,再将电机、电控、高压DC/DC、热管理系统统统集成在一起,可以空前压低能耗、节约空间。电芯企业无疑将扮演大半个集成商的角色,这样一个思路,还指望主机商乖乖配合,将置主机商于何地?架空客户确实是好主意吗?
燃油车时代,供应商和整车商虽然也有一些边缘领域的竞争,但大体上是供应链上下游的关系,合作远大于竞争。如果EV时代技术演变的结果,是大家都要“捞过界”,蚕食对方的地盘,整个产业链合作基础,也就动摇了。这才是大问题。
宁德时代对此心知肚明。对于大型电池企业来说,电芯技术走错路,就会万劫不复。就算没走错路,随着电芯产能持续放量,话语权正在回到主机商手里,历史将重演燃油车时代,主机商主导产业链的局面。主机商开始做电芯,倒不令人担心。
底盘直接嵌入电芯,谁来主导?取决于谁率先取得工程技术突破,当然是在对方没有参与的情况下。
这样看来,宁德时代和特斯拉先后站出来,表示正在革新电池架构,背后仍是产业链主导权的竞争。