技術路線之變 從合眾U看NCM811電池
這可能是一篇很無聊的技術分享文章,但在退款前的這個時候可能會改變下一個新能源市場的方向。電池是與新能源汽車相關性最強的技術路線之一。無論整車制造成本還是實際產品壽命、能耗、重量輕,電池技術路線的選擇對于一個整車企業來說都是極其關鍵的。
在最近的一次技術分享會上,目前新車品牌之一的何忠汽車分享了其產品目前涵蓋的三大技術維度,包括三電系統、智能駕駛以及官方稱之為“帶情感關懷”的智能座艙。其中,在三大動力系統共享方面,這家初創車企大膽選擇了目前業內熱議的NCM811三元鋰電池,而對于這一選擇,官方也對下一個市場的電池技術選擇路線給出了多維度的解釋和猜想。
●什么是NCM811三元鋰電池?
新能源汽車使用的磷酸亞鐵鋰和三元鋰電池,是我們這幾年經常推廣比較的兩種電池技術路線。2021年以來,全球新能源汽車已完全從磷酸亞鐵鋰轉向三元鋰電池路線。直到今天,前者幾乎已經成為工藝流程中的淘汰者,市場完全被三元鋰電池占據。
NCM811是目前三元鋰電池最先進的發展路線之一。NCM代表鎳、鈷和錳的主要成分,而811代表三種成分的比例為0.8:0.1:0.1。在NCM811之前,523和622的配比是市場上三元鋰電池的主要生產路線,配比選擇的核心是提高鎳含量,降低鈷含量。技術上,更高的鎳可以滿足電池更高的放電比和相對密度,但最重要的是通過不斷降低鈷含量來降低電池成本。
過去幾年,隨著新能源汽車市場的爆發,全球鈷價已經突破天花板,這也使得電池組的制造成本難以降低,從而限制了車載終端的售價。從電池廠商到車企的角度來看,如何降低對鈷的依賴是控制整個成本鏈的關鍵。因此,811比例成為了一種流行的三元鋰電池路線。要想成功埋下這一步,風險和收益是相等的。
和NCM811一樣嚴格的還有特斯拉Model 3(查成交價|參配|優惠政策)使用的NCA比,其中鈷的含量更低,只占0.5。NCM811與NCA之間技術路線的選擇也是過去一年業內討論最多的話題之一。但后者在生產工藝要求和生產線改造方面難度更大,NCM811在短時間內成為更有前景的方向。但從目前中國新能源補貼政策的結束期來看,2021年后,鈷價的變化確實可以決定兩種尖端電池技術中哪一種會被更多采用。
進入2021年后,根據國內眾多電池公司的R&D計劃,NCM811已經正式提上計劃。在何忠汽車的技術溝通會上,也提到了將于今年年底上市的何忠U,將采用當代安普瑞科技有限公司供應的NCM811三元鋰電池,成為目前市場上首批采用NCM811電池的新能源車企之一。
但是,對于車企來說,單純依靠電池廠商來推進NCM811電池技術路線顯然是不可能的。量產車型的技術評估是否做得很好,電控系統和安全策略是否準備充分,選擇風險和回報相同的NCM811電池,絕對不是一個“隨我便”的想法。
唯獨“安全”無法妥協●除了“安全”,你可以犧牲一切
各種配比的三元鋰電池的優缺點不是這個問題的重點。我們直接跳到核心環節——量產應用的痛點在哪里——NCM811電池?其實最重要的是如何控制高鎳比下的安全性,這也是很多車企不敢選擇NCM811三元鋰電池的原因。在評估技術進步的過程中,考慮安全是所有汽車公司的底線。
穩定性、熱失控和循環壽命這三大難題都是圍繞NCM811電池的歷史難題,也直接關系到應用于新能源汽車的關鍵產品可靠性。以往車企在選擇三元鋰電池時,出于安全考慮,還是傾向于選擇保守的523或622比例。即使在幾年前,NCM811電池的安全風險也未能通過國家強制安全認證。
但隨著越來越多的國內電池公司和車企投入到NCM811電池的研發和測試中,近兩年其安全控制也有了明顯提升。再加上政策對電池組能量密度的要求越來越高,NCM811已經成為不可避免的路線,大規模進入市場只是時間問題。加強電池系統的生產和管理分別交給電池制造商和汽車公司。
剛剛亮相上海車展的何忠U宣布將采用NCM811三元鋰電池。在技術溝通會上,汽車工程學院副院長鄧也強調了2021年此時敢于選擇這一電池路線的必要性,并保證獲得最高安全等級標準。NCM811電池也是所有追求“電池系統輕量化”問題的新能源汽車企業的技術發展趨勢。
鄧提到,對于新能源汽車來說,電池能量密度和整車能耗始終是技術努力的方向,NCM811技術路線準備得越早,電池系統就能越早平臺化。還將與供應商就產品一致性打磨涉及的安全和穩定性問題,并在電池控制系統上制定NCM811放電特性的管理策略,如增加控制充電速率和階梯充電策略。
此外,他還提到,NCM811電池還可以通過針對性的PACK封裝技術實現“增容減重”,滿足電池系統的能量密度和輕量化。在何忠U型上,它的電池組能量密度達到了180wh/kg,這也讓它的綜合續航里程超過了500公里。這種續航表現離不開NCM811電池的幫助,未來幾年甚至會有更大的提升空。
●補貼消失,電池技術路線改變
2021年是國家對新能源汽車補貼的最后一年。上半年,不少企業明確表示,其產品已做好充分準備,放棄研發補貼,利用產品的硬實力改變市場。所以在這次何忠汽車的技術分享會上,雖然官方也提到智能座艙的概念和自動駕駛的技術路線設定也是其下一款產品的主要賣點,但就我個人而言,何忠在NCM811電池的選擇上領先市場一步,有風險也有回報。
電池路線的選擇一直與政府補貼密切相關。放棄磷酸亞鐵鋰選擇三元鋰也是因為補貼要求和能量密度的轉移。在2021年的補貼中,整車能耗系數門檻的提高也促使電池技術路線的選擇繼續向低能耗、高密度轉變。然而,任何事情都有兩面性。目前也有傳言稱,明年補貼完全停止后,車企將朝著“成本效益”的方向重拾動力。目前鈷價高企,既然沒有“補貼”誘因,我們會回去重新選擇成本更低的磷酸鐵鋰電池嗎?
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