在上周的孚能新品發布會上,孚能科技董事長王瑀稱:如果說軟件定義汽車,那麼軟包三元将定義下一代動力電池。
支撐王瑀說出這種「豪邁」言論的正是孚能科技最新産品——SPS(Super Pouch Solution)。
下面我用一組官方數據來展現 SPS 的設計能力,大家自行感受:
這列數據覆蓋了幾個關鍵工藝部分,分别是集成度、充電效率,另外王瑀還特别提到了 SPS 的适配性與成本等,下面我們就來詳細了解軟包電池領域新玩家 SPS。
大軟包的 CTC 方案提升電池能量密度的方式有兩種,一是從化學手段上切入,例如 NCM 配方電池一般是提高 N,即鎳的含量,我們常說的高鎳電池,就是 N 的占比較高。
另一種是從物理手段切入,即在同等體積 pack 下,提高空間利用率,以此放入更多電芯。再進一步則是 CTP、CTC 方案,将電芯直接集成到車身中。
SPS 正是采用物理方式,在同等 pack 體積下提高利用率。SPS 采用的是液冷闆與底盤一體化的設計,半固态的軟包電池直接集成與系統底盤,将體積利用率提高到了 75%,同時 CTC 的方案還使得系統零部件減少 50%,材料成本降低了 33%。
這樣的體積利用率要優于甯德時代的 72% 與 4680 的 63%,當然「卧式」的軟包電池在體積利用率上本身就具備優勢。
王瑀還自信地稱,凡是供給客戶的電池,隻要用上了 SPS,容量都能直升 30%。例如現在搭載的三元锂電池續航能力是 800 km,新系統就能做到 1,000 km。
5C 放電倍率王瑀稱現階段的「焦慮」點并非來自續航裡程,而是充電速度。現在的車輛基本能達到 400 公裡以上的真實續航,但是充電動辄一個多小時。大多數人開個 400 公裡,總會停車休息的。所以,利用一杯咖啡的時間進行補能,是符合用戶使用習慣的。
SPS 展示了從 2.4C 到 4C 的充放電倍率,針對不同電池容量、續航裡程的車型設計不同的充電倍率。
例如 150 kWh 電池包、續航裡程為 1000 km 采用的是 2.4C 充電,十分鐘可以補能 40%,即十分鐘補能 400 km;
100 kWh 電池包、續航裡程為 800 km,采用的是 3C 充電,十分鐘可以補能 50%,即實現十分鐘補能 400 km;
容量較小的 75 kWh 電池包,續航裡程為 600 km,采用的是 4C 倍率,十分鐘補能 70%,達 420 km。
大家可能發現了,小電池包反而采用大倍率充電,其實這是一種考慮我國現有充電樁功率的最優解。如果大電池包同樣采用高倍率充電,充電樁的功率是無法滿足的。
适配性
王瑀稱:在保持電池系統底盤尺寸不變的情況下,SPS 卧式電芯通過調整卧式布置的大軟包電芯厚度,靈活調節電池系統的底盤高度,即同款底盤、一款電芯就可以适配全系乘用車型。
SPS 卧式電芯厚度能夠在 85 mm 到 145 mm之間靈活調節,電池容量涵蓋了 80 kWh 到 150 kWh,能夠滿足從轎車到皮卡的車型覆蓋。對于車企來說,這種方案能夠縮短研發周期,甚至在不同車型上實現電芯的适配。
除了能夠讓車企「省錢」,大軟包的生産制造也能讓孚能減少大量成本。
在制造端,大軟包電芯的投産能夠大幅降低投資成本和制造流程費用。孚能稱 SPS 的制造将設備投資減少 50%、廠房面積減少 60%、制造能耗和費用分别減少 35% 和 30%。
另外,孚能電池還用了近 10 年時間開發和驗證了锂電池的直接回收技術,可保留材料的晶體結構再次利用。孚能稱材料的回收利用率能夠達到 99%,根據美國第三方實驗室數據,摻入 25% 直接回收的正極材料之稱的電芯與全新征集材料制成的電芯,在性能表現上無明顯差異。
另外,SPS 還計劃在未來采用其他材料體系進行電芯制造。
具體包括:
安全性
對于高利用率大容量電池來說,電池的液冷和導熱也非常重要。
SPS 采用的是液冷闆和導熱片的複合使用方式,為電芯提供了「雙面液冷、三面導熱」的設計。
同時,液冷闆還能可以作為結構件起到固定和保護的作用。王瑀稱,SPS 電池系統的散熱效率提升了 4 倍,精準的控溫讓電池系統循環壽命超過了 3,000 次。同時由于 SPS 具有 6 面防護的能力,配以排氣通道的設計和熱交換能力,SPS 電池系統能夠配備 8 系或更高鎳含量的電芯,依然能做到單體電芯的熱失控不擴散。
但是是否能做到如宣傳的這般安全可靠,還需大量裝車進行市場驗證後才能下定論。
産能規劃
最後則是産能規劃,在發布會上,王瑀宣布未來四年孚能科技将規劃 150 GWh 産量,其中中國本土規劃了 130 GWh。
這 130 GWh 将會在全國四大生産基地完成,贛州大本營生産 46 GWh,與吉利合資工廠能夠制造 12 GWh 産量,該工廠即将竣工。另外,江蘇鎮江、安徽蕪湖分别規劃了 24 GWh 産量,西南地區規劃 16 GWh。
海外方面,孚能科技将在土耳其和德國建廠,共規劃 16 GWh 産量。
但是在宣布産能規劃後,王瑀又補充說到,産能會根據工廠建設都諸多因素發生變化,還是要以實際能力為準。
國内多家車企都已經在德國建設了海外工廠,日前,蜂巢能源宣布在德國勃蘭登堡州建設一座面向歐洲市場的電芯工廠,該工廠将于 2025 投産,計劃年産能 16 GWh。早些時候,甯德時代也曾對外透露過其國際化進展,甯德時代将在德國圖林根州建設電芯工廠建設資質,首批工廠電芯産量為 8 GWh,第一批電芯在 2022 年年底前進行下線沖刺。
寫在最後孚能科技有着響亮的「江湖名号」——軟包電池第一股。孚能科技是國内前十大動力電池生産商中,唯一一家仍然堅持三元軟包路線的企業。
根據 2021 年年報顯示,孚能實現了 35 億元營收,同比增長 212.6%,創近 5 年新高。但是公司虧損卻進一步擴大,2021 年度孚能科技實現歸屬于母公司所有者的淨利潤為 -9.53 億元,同比下滑 187.83%;歸屬于母公司所有者的扣除非經常性損益的淨利為 -12.63 億元,同比下滑 132.82%。
市場局勢一片大好,但是孚能卻增收不增利,甚至出現了走量讓利的情況。同時,孚能科技客戶較為集中,基本都在為戴姆勒、廣汽等 OEM 服務,這對于一家供應商,這是一種有風險的經營模式。
SPS 的發布,能夠極大地為孚能潛在客戶提振合作信心。另外,SPS 也是孚能科技在未來一段時間内與友商競争的核心武器,其競争對手包括了麒麟電池、4680 大圓柱等等,這樣的高利用率大密度軟包電池,能挽救裝機量日益下降的軟包電池嗎?
Q&A記者:現在孚能是軟包電池的代表性企業,您覺得未來軟包領域,可以從方形電池那邊搶到多少市場占有率?
王瑀:2015 年之前,中國 90% 以上的市場都是軟包,都是 LG、SK,沒有方殼。白皮書之後,很多軟包電池廠沒法繼續,孚能也錯過了最好的機會。孚能是行業裡第一個解決 A0 級車以下續航 300 公裡問題,但是我們在知名度、産能上沒有及時跟上。軟包是我們第一個提出來的,後來全世界都在做,包括 LG 等等,全世界基本都是軟包,沒有硬殼。
但是從第一性原則分析,什麼樣的電池可以滿足未來汽車的要求?要做到可控,15 年、30 年,一定要保證所有的極片在使用過程當中,一定是非常理想化的放在一起,除了軟包其他的保證不了。
軟包也有問題,就像一張紙一樣,做的過程當中要控制非常難,工藝、設備都沒有,需要重新開發。不像圓柱、方形,都是日本人、韓國人做出現成的。九幾年開始一直搞這些,産量很快就可以上去。
對于我們搞技術的人,最終還是要找到解決問題的方案,不要走環路,過程當中一定會有很難的情況,我們想辦法突破。我們的存在就是找到方向、解決,而不是逃避,或者賺快錢,這就喪失了這麼多年我們一天到晚搞研究的價值了。
記者:您此前講到,未來邁向固态的方向軟包電池可能是更合理的方式。但目前軟包電池的市場占有率是下滑的,是否可以評價一下目前的市場趨勢,包括軟包電池的趨勢?第二個問題,孚能在科創闆是「科創 50」之一,但可以看到作股市當中我們這種類型的企業并不是很「出頭」,相對甯德、比亞迪而言還有這樣的差距。怎麼可以給到投資人信心?
王瑀:對于孚能來說,時間的長河很長、市場很大,現在還是剛剛開始,還是「賽跑」的階段,還在「填空」,所以到處都是電池公司。我經曆過兩次淘汰,第一次是在美國,所有電池公司就孚能一家生存下來了,其他很多都是世界 500 強。
第二次是白皮書之後,最後差不多4家公司壟斷了市場近 90% 左右的電池量,孚能是其中之一。現在是 9 家公司,市場份額又是 90%,你覺得 9 家能剩多少?所以現在市場還在暴發當中,說這些還為時過早。
最終能生存下來的公司,首先是技術,這是保證,有了技術才有後續一切可能。二是要有一個團隊以及非常清晰的戰略,使你在賽跑的過程當中找準自己的定位,就像孚能一樣。我找準我的定位,你再大的量也淘汰不了我,因為我是「不可缺少的」。在這個過程當中我可以不斷地創新、不斷地發展、不斷地擴張,最終我會找到我的正确定位、市場地位。
投資者要看長線投資,因為投資不是炒股。在這個過程當中,一定要找到價值投資的投資點,這樣投資長遠來看才能受益。否則可能你現在賺了 10 倍、8 倍,突然一下「歸零」都有可能,公司的基本面非常重要。
記者:孚能科技現在還處于虧損狀态,按照之前的說法,可能奔馳電動車銷量和孚能的業績影響較大,如何解決盈利的問題?現金流如何改善?
主持人:我們隻回答我們這一部分。
王瑀:我們第二季度的報表已經進入到了盈利狀态。孚能是專注于做汽車電池的,目前最大的合作夥伴是戴姆勒。戴姆勒的産業化周期比較長,在産業化周期當中你不生産電池就涉及到攤銷,這是造成虧損的重要原因。
對于虧損的改善,我們需要提高産能,釋放産能,像二季度一樣,保證現金流、保證利潤,這是可以做到的。
記者:锂電行業,結構創新,圓柱和方形創新較多,軟包較少。是不是軟包的結構性創新難度更大一些?孚能發布大軟包,對軟包電子企業會有哪些影響?
孚能的大軟包和甯德時代的麒麟電池、比亞迪刀片電池,特斯拉的 4680 這種電池,您如何評價這幾種路線之間的優劣?
主持人:今天講演當中對幾種電池類型做了評價。今天有很多數據也是針對 4680 講的,孚能科技 SPS 的體積利用率高出 12%,這些都是針對 4680 的。
王瑀:軟包電池不創新,是因為軟包電池先進。第一代軟包電池達到續航 300 公裡以上,全世界都在用軟包電池。現在在能量密度、續航裡程方面,大家知道軟包電池都是做最長續航裡程車,别的做不到。
像 CTP 都是想辦法追上軟包電池的能量密度,想辦法降低成本。過去一款電芯做了七個車型,它七款電芯做七個車型,很累,而且能量密度上不去,逼着進行創新,逼着先把軟包追上去,幹掉它。但最終我們的大模組還是領先。
對孚能來說,過去 4 年我們沒有停,都在尋找下一代的解決方案,SPS 就是 4 年的研究成果。我們的解決方案是從源頭到最後,一個整體的解決方案,不是就解決結構設計,是圍繞着源頭,就像九幾年設立軟包電池這樣的技術路線,從第一性原理分析,我們再重新設立一個技術路線,再引領。不是去和方形電池競争,而是圍繞滿足整車廠未來的需求。
孚能永遠是在無人區, 3500Wh/kg 這個重點往回想每年做什麼、每個階段做什麼?這個階段就是要推 SPS 來解決這個問題。前一階段解決續航裡程,到最後老百姓不買賬。再長的續航裡程,充電充不上去也沒有用,今天我解決充電時間的問題。
現在能量密度較低,通過将能量密度做得更高,又一次結構創新,又一次解決安全的憂慮問題、充電的時間問題、壽命問題。
剛才也說了,電池是實驗室的東西,和使用工況中完全不一樣,如何保證電池正常使用?被動式 BMS 怎麼能把幾百萬種工況都分析出來?分析不出來,所以我們要開發 AI-BMS,讓它有自驅智能。汽車要「四化」,電池也要「AI 化」,這樣才能保證應對每個人不一樣的方式。
比如說今天你的車别人開了,他的習慣不一樣,踩加速踏闆的時間不一樣,反饋的電流也不一樣,加速不一樣,對電池的消耗也不一樣。這樣的工況條件下,我要分析電池究竟怎麼回事,然後馬上維護、馬上調節,使電池回歸到設計的工況條件,讓你達到 30 年壽命,達到所有的安全隐患不發生。
講到創新,之前狼沒有來,孚能也在做準備,但并不那麼急迫。因為過去幾年孚能沒有産能,推出來也沒有用。今天為什麼推出?大量的産能在後續都是上這個東西,因為都準備好了。這樣一個産能,投資降低了 50%,零部件減少這麼多,性能這麼好,對市場的沖擊就可想而知了,而孚能要的就是這個效果。
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