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深度解析大众汽车的标准化电芯,从卷绕到方壳叠片

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导读:大众汽车造电池这个事情,我们其实一直存在一些怀疑。而近期德国萨尔茨基特(Salzgitter)新电池厂破土动工,这是大众首座欧洲电池工厂。整个投资约20亿欧元,计划在2025年投产,在满负荷运转下将能够生产40GWh的动力电池,供给50万辆电动汽车。而在动工仪式上,大众首次提出了标准工厂的概念,同时也展示了新一代的Unified的电芯定义,随着中国的技术发展,欧洲电池也在快速调整自己的电芯定义理念,快速从原有的卷绕迭代到新的方式(结合软包和方壳的特点)。

而大众在欧洲6个电池工厂的蓝图,将由新成立的公司PowerCo负责,PowerCo还将负责整个动力电池价值链的活动,与合作伙伴一起投资逾200亿欧元发展动力电池业务领域,年销售额将超过200亿欧元。

在未来的价值点上,欧洲人会设置原材料碳足迹、电池回收和再利用等等壁垒,我们会发现,在我们国内占优势的产业链基础上,别人的弯道超车的方法有些欧洲特色,我们需要考虑这个事情。

在电动汽车高渗透的时代,电池是车企的命门,卧榻之侧,岂容他人鼾睡。大众的原话是:大众的电池运营负责人Sebastian Wolf说,In the case of battery cells, we are nothing more than fast followers at the moment, but if we do things right, we can be among the leaders in a number of years.

▲图1. 大众的标准化电池和标准化工厂

一、大众标准化电芯

和众多看好国内演进路线的同志们不一样的事,在使用圆柱、软包和方壳的选择之后,核心的比较,在于电芯到车上的使用状态。随着重量能量密度失去了补贴硬门槛的意义,往后的发展,就是需要从电芯成本和制造效率,到整车里面空间使用电芯效率。

因此在电池日上,我们看到的还是大众选择了MEB 590的方壳电芯,到了这次出来,我们看到了双端出的方壳电芯。

▲图2. 大众Unified 电芯转换

下面这个图更直接,下面这个状态,我们可以看到演变的过程。

▲图3. 大众Unified 电芯转换

具体的规格,在国轩高科环评的数据里面有,尺寸是256*106*24.8

● 256mm是宽度,也就是Tab出来的方向

● 106mm是高度,这和之前带Tab只算电芯肩高相比强了好多

● 24.8mm是厚度,基本沿用了方壳电池的厚度

在这个设计中,我们可以看到能量三元版本为425Wh,磷酸铁锂的版本为294Wh。对应的能量密度为265Wh/kg和190Wh/kg,体积能量密度分别为630Wh/L和435Wh/L。

设计的充电倍率2C和3C的版本。

▲图4. 大众的标准化电芯规格

从设计思路上来看,这个核心逻辑是有一个比例极端的判断,凡是现在极耳在Z向的电池厂,水平都不算顶流,当然可能排除4680,因为在电化学体系和标准化方面,这里可以做到非常好。

▲图5. 大众转变的底层逻辑

从成本来看,大众对于这种刀片电池带来的成本下降是很乐观的。

▲图6. 大众对于产品的判断

二、电芯制造方面的门槛

从各方面来看,大众在建设多个电池工厂的核心需要是:

强大的团队:大众在美国也开设了基地,在全球寻找国际电池行业的顶尖专家,继续扩大团队

合适的合作伙伴:电池建筑和生产工厂的建设

标准化:如果=单独计划每个工厂花费太长时间,采用标准工厂的概念,同时保持适应性和灵活性。标准设计简化,加快了规划和采购,所有工厂的建筑物和设备使用相同的组件(各个国家的审批程序不同)标准工厂的基础是大众汽车统一单元,带来了高规模经济

▲图7.大众的240GWh工厂

从目前来看,首座50GWh的工厂,确实可能和旗下Northvolt或国轩高科合作,前者Northvolt卷绕方壳做得好一些,国轩一开始就是被赋予软包叠片的路线,后者可能性更高一些。

▲图8. 首座50GWh的工厂

仔细分析这座电池工厂,有点像是综合体,是整个大众在建设电池上人才聚合的地方,你能看到不光是制造,而是各方面都有的。

▲图9. 对待电池大众是认真的

小结:

10%渗透率,每家车企可以买电池;到25%的时候,买电池困难了,价格不受控了,车企再有大的采购需求,反而成为OEM的负担。等到50%的渗透率和100%的渗透率,车企要做什么?大家可以畅想一下。

来源:汽车电子设计 作者:朱玉龙

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