购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.4 顶层设计:我国新能源汽车实践路径

1.4.1 构建多层级技术方案

为了推动新能源汽车实现智能化、网联化发展,推动新能源汽车行业实现可持续增长,我国《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》提出四大行业驱动力,分别是技术创新、模块化趋势、全产业链布局、充换电体系建设。

市场是资源配置的主体,政府部门要充分发挥市场的作用,为企业在技术路线选择、生产服务体系建设方面发挥主观能动性提供支持。同时政府要制定标准法规与战略规划,维护市场秩序,做好质量安全监管工作,引导消费者购买新能源汽车,为新能源汽车产业的发展营造良好的市场环境。

新能源汽车产业要全面实施创新驱动发展战略,政府部门必须建立一个以企业为主体、以市场为导向、产学研用协同发展的技术创新体系,为企业创新营造一个良好的制度环境,鼓励多条技术路线并行发展,鼓励企业合作,共同在核心技术领域取得重大突破,加快商业模式创新,形成产业创新发展生态。

2020年开始,新能源汽车企业打破了传统的以单一的三元模组产品拓展市场的方式,开始切入动力电池行业,通过多元化的方式降本增效,例如,北汽新能源与宁德时代合作开发NCM523体系下的CTP方案,比亚迪开发磷酸铁锂+刀片电芯+GCTP等。经过多年发展,电池企业逐渐形成了涵盖材料、电芯、新能源汽车电池包等环节的全产业链多层次技术创新体系,可以推出更多低成本的解决方案。

近年来,磷酸铁锂受到广泛认可,有望进一步拓展乘用车应用空间。根据工信部发布的公告,在江淮iEV6e/iEVA50、奇瑞eQ、北汽EU300、江淮大众思皓E20X等一众车型中,磷酸铁锂电池的能量密度达到140Wh/kg以上,续航里程达到400公里,完全能够达到A级乘用车的标准。在运营车平价周期的影响下,借助成本优势,磷酸铁锂电池将在私家车领域实现广泛应用。

基于种种优点,磷酸铁锂电池引起了大众、比亚迪等一线车企的关注,比亚迪利用磷酸铁锂研发出新一代铁锂刀片电池,能量密度提高了50%,目前主要应用于高端轿跑“汉”系列,并在2020年建成8条产线,产能达到了20兆瓦时。特斯拉同样在铁锂电池领域积极布局,希望研发出续航能力更强的电池。

无模组动力(Cell to Pack,CTP)方案进一步下探成本底线。传统电池采用的是多层级的成组方式,导致空间利用率被压缩,电池能量密度变小,而且需要的零部件数量较多,成本始终居高不下。为了解决这一问题,宁德时代推出全新的CTP电池包,也就是将电芯集成应用于电池包的创新技术,将单位体积的利用率提高了15%~20%,零部件数量减少了40%,生产效率提高了50%,系统成本降低了10%,冷却性能提高了10%。据计算,传统电池包的能量密度为140~150Wh/kg,CTP电池包的能量密度超过200Wh/kg。目前,CTP有两条技术发展路线,一是部分减模组化,用钢扎带形成的大模组代替小模组,代表企业包括宁德时代、蜂巢能源等;二是完全无模组化,代表企业为比亚迪。

1.4.2 强化模块化技术趋势

◆强化整车集成技术创新

新能源汽车产业需要从纯电动汽车、插电式混合动力(含增程式)汽车、燃料电池汽车切入,建立并完善整车技术创新链,搭建新一代模块化高性能整车平台,在纯电动汽车底盘一体化设计、多能源动力系统集成技术领域攻坚克难,在整车智能能量管理控制、轻量化、低摩阻等共性节能技术领域取得重大突破,优化充电结构设计,提高电池管理水平,提高车辆的整体性能。

◆提升产业基础能力

新能源汽车企业应该从动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术三大领域切入,创建关键零部件技术供给体系,持续加大在先进模块化动力电池与燃料电池系统技术领域的研发投入,攻克技术难关,围绕新一代车用电机驱动系统搭建解决方案,加强智能网联汽车关键零部件及系统的开发,在计算和控制基础平台技术、氢燃料电池汽车应用支撑技术等领域寻求突破,同时提高基础关键技术与基础工艺的能力与水平,提高基础核心零部件与关键基础材料的研发能力。

经过上述两步可以形成“三纵三横”发展格局,推动相关技术实现模块化发展,推动新能源汽车的发展进入模块化时代。近年来,越来越多的主机厂推出电动化计划和电动平台,推动新能源汽车进入部分模块化时代。不同主机厂打造的电动平台具有不同的特点,但同一平台生产出来的汽车,其底盘结构与电池空间非常相似,甚至完全相同。在这种生产模式下,零部件将实现标准化、模块化发展。

◆模块化逐渐从电池包延伸到汽车底盘

宁德时代研发的CTC(Cell to Chassis)电池技术可以看作CTP技术的发展,将电池集成到底盘。CTC技术优化了电池陈列方式,并使用了三电系统,借助智能化动力域控制器对动力分配进行优化,不断降低能耗,计划在2030年之前完成技术开发。

引进CTC技术之后,新能源汽车的整体重量可以减少8%,动力电池的成本可以减少20%,续航里程可以提高40%以上,有可能达到1000公里,百公里电耗有望降至12度。CTC技术开发可以通过三步实现:第一步,集成底盘,实现低压、高压多合一;第二步,开发智能底盘,利用悬挂、制动、独轮驱动技术,搭建AI自适应控制系统;第三步,开发自动底盘,迎合自动驾驶的发展趋势。

在CTC技术的指引下,电池与车身开始朝着一体化的方向发展,模组、电池包与底盘开始朝着标准化的方向发展,电芯核心技术的外延不断扩展,电池企业通过与主机厂合作进行整车开发,不断提高自己在产业链中的话语权。

1.4.3 搭建全产业链生态布局

新能源行业要尽快建立动力电池模块化标准体系,在关键制造装备领域取得重大突破,不断优化生产工艺,全面提高生产效率。同时,行业要建立动力电池回收渠道,对废弃的动力电池进行回收再利用,实现再资源化。最后,行业要面向动力电池运输存储、维修保养、安全检验、退役退出、回收利用等环节建立完善的管理制度,加强监管。

2018年初,宁德时代开始向锂电池的上游延伸,进入锂、镍、三元材料、磷酸铁锂材料、锂电设备等环节,打通全产业链,不断拓展市场份额,提高盈利能力。2020年8月11日,宁德时代宣布了一项投资计划,投资对象是产业链上下游的优质上市企业,总投资额不超过190.67亿元,其希望通过这种方式加强产业链合作,提高关键资源的供应效率及利用效率,提高在国际市场上的竞争力,为全球化战略的落地提供强有力的支持与保障。

宁德时代计划投入25亿元认购先导智能定增,以提高智能制造水平。2020年9月14日,先导智能发布了一则募资公告,计划募资建设高端智能装备华南总部制造基地项目,提高自动化设备生产基地的能级,研发锂电智能制造数字化整体解决方案等,发行股价为36.05元/股,总额不超过25亿元。宁德时代全额认购先导智能发行的所有股份,持股比例为7.29%。先导智能是锂电设备领域的龙头企业,整线交付能力及单机核心设备技术都达到了世界先进水平。宁德时代全额认购其股份,成为战略投资者,对二者在未来开展深度合作,完善在智能制造领域的布局具有深远影响。换电模式提高电池梯次利用回收效率,建立健全循环体系。在传统的经销商模式下,客户比较分散,电池不易回收。再加上,消费者购车时购买了动力电池,导致车企失去了动力电池的所有权。在这种情况下,车企想要回收动力电池,首先要获得动力电池的所有权,难度较大。另外,如果车企回收的动力电池数量不足,就无法形成规模效应。相较于车企来说,换电站在回收动力电池方面拥有先天优势,可以取代经销商网点。随着回收的动力电池数量不断增长,还可以形成规模效应,结合梯次利用形成“充电—换电—储电”的闭环价值链。

电池企业的业务逐渐从生产制造向资产管理服务延伸,挖掘电池全生命周期价值。例如,蔚能电池资产公司成立时,宁德时代与蔚来汽车、湖北科投以及国泰君安国际各投资2亿元,试图补足电池一环,打造一个完善的商业模式。之后,宁德时代与普洛斯签署战略合作协议,共同组建资产管理合资公司,专门从事电池以及储能系统的管理与运营。宁德时代之所以如此看重电池,是因为电池品质在很大程度上决定了车电分离商业模式的成功率,只有生命周期长、品质好、可靠性高的电池才能够满足这种商业模式的需求,才能支持企业在产品生命周期内为客户提供更优质、更完善的服务。

1.4.4 完善充换电基础设施的对策建议

◆加快充换电基础设施建设

新能源汽车行业应该完善充换电基础设施的布局,提高充换电基础设施的覆盖率,与城乡建设规划、电网规划及物业管理、城市停车场规划相协调,借助互联网提高充换电基础设施的智能化水平,形成“智能有序慢充为主、应急快充为辅”的居民区充电服务模式,并将这种模式推广应用,形成“适度超前、快充为主、慢充为辅”的充电网络,同时鼓励相关企业积极研发新型充电技术,包括智能有序充电、大功率充电、无线充电等,提高充换电基础设施的可靠性,实现便捷充电。

◆提升充电基础设施服务水平

政府部门要鼓励企业合作创建充电设施运营服务平台,促使平台之间相互连接,实现信息互通与统一结算。鼓励企业加大在充电设备与配电系统安全监测预警等技术领域的投入,对无线充电设施电磁频谱使用方法进行规范,提高安全设施的安全水平,保证安全设施一致、可靠,提高服务保障水平。

◆鼓励商业模式创新

政府部门要根据老旧小区改造计划与城市更新规范,鼓励企业开展合作,共同做好充电设施建设与运营工作,大力发展居民区多车一桩、临近车位共享等模式,鼓励充电场(站)与商业地产合作,在商业地产的停车场建设停车充电一体化服务设施,提高公共停车场的充电服务能力,为公共停车场增添一项增值服务。另外,为了降低企业运营风险与用户使用风险,相关部门和企业还要建立健全充电设施保险制度。

在政策支持下,车电分离模式有可能实现快速发展。2020年4月,财政部等四部委联合发布《关于调整完善新能源汽车补贴政策的通知》,明确提出要大力发展“车电分离”等新型商业模式,对于采取换电模式的新能源汽车产品,不执行30万元限价要求。《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》也明确提出要大力推动充换电基础设施、服务和商业模式建设。在这些政策的支持下,车电分离商业模式将进入快速发展阶段,成为主流模式。

换电车辆申报提速,一大批换电车型进入应用推广目录。2020年6月,工信部发布第333批《道路机动车辆生产企业及产品公告》,首次提及换电型纯电动多用途乘用车,蔚来旗下三款换电车型出现在申报名单,包括一款ES8和两款ES6。之后,第334、第335、第336批公告又出现了九款换电车型,吉利的枫盛汽车、上汽荣威Ei5都出现在申报名单中。

在车电分离模式下,新能源汽车的购车成本下降,甚至低于燃油汽车。根据蔚来官方发布的信息,顾客选择BaaS模式购车,购车成本将减少7万元。在蔚来全系车型中,搭载70千瓦时电池包的ES6价格可以降至28.8万元,这个价格相当于同级别燃油宝马X3的74%。假设电池价格为1元/Wh,扣除电池成本后,A0级至B级车型的价格优势将明显提升,A00级纯电动车将出现明显的溢价现象,在车电分离模式下基本不会呈现出太大的价格优势。

相较于燃油车来说,换电的使用成本和购置成本都会下降,进而提高新能源汽车的接受度。在车电分离模式下,购车成本将大幅下降,同时电池将承担起储能功能,夜间充电可供日常更换,以节约成本。以蔚来ES6与宝马X3为例,根据蔚来官方披露的数据,换电电池每月的服务费为980元,如果车辆每月行驶2000公里,加上夜间的充电费用,每月的换电成本为1200元。如果切换到加油模式,每个月的加油费用为1400元。在充电模式下,由于没有月租费用,每月最低使用成本为500元。 0venOfVQ/oLJOAnrzP9PVty9D82eUJ9QyFzwK+j4i07q8KHVB+iAIrTvMeyw2X98

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×