智能汽车“增量部件”争夺战(三):蔚来、广汽力推新动力电池,1000公里续航有多大水分?

摘要:华为说“不造车”,要做智能汽车“增量部件”供应商。

这是一个标志性的事件,即华为通过现行说法揭示了一个在整车之外的巨量市场,其中包括高精地图、芯片、感知硬件(激光雷达)、电池、智能座舱等,在庞大而纷繁的智能汽车产业链中,这些“增量部件”随便拎一个出来,又有着各自特有的产业逻辑。

摆在一众玩家面前的现实问题是,在智能汽车高速推进的产业变革中,“增量部件”这场战该如何打?

为此,在2021年的开端,我们特意制作了“智能汽车‘增量部件’争夺战”专题,希望用全景式的扫描,让我们认清各个“增量部件”行业赛道的当前现实,各路玩家,尤其是中国企业的竞争力到底如何,机会又在哪里,以此作为我们拥抱智能汽车产业变革的开始。

在21世纪最寒冷的这个冬天,关于智能汽车电池的争论可谓如火如荼,各个行业大佬齐聚一堂,热闹非凡。

先是蔚来,1月9日发布了首款配备150kWh固态电池的蔚来ET7,号称续航可达1000公里。

智己也不甘示弱,1月13日发布的款搭载的掺硅补锂电芯电池的纯电动汽车,车还在PPT上,续航1000公里,且20万公里零衰减的大饼已经画下。

1月15日,广汽埃安官方宣布,公司旗下石墨烯电池已进入实车量产测试阶段,8分钟内实现充电80%,续航里程可达1000公里。

“人有多大胆,车有多大产”,仿佛突然之间,智能汽车就突破整个电池行业的极限,将续航推到了1000公里,如此大的跨度,是事实,还是噱头?

很快,科学界以“骗子”为核心的回应便来了。

中国科学院院士欧阳明高发表了自己的观点:“如果有人告诉你,这个车能跑1000公里,几分钟能充满电,还很安全,成本又很低。以目前的技术来讲,他一定是骗子。”

而针对广汽的石墨烯电池,中国工程院陈清泉院士认为:“从综合效益考虑,根据目前的电池技术水平,提出充5分钟跑200到250公里最现实可行,其他的是不是骗子就自己体会吧。”

威马创始人沈晖的会回应则更有意思。首先,他认为续航1000km的电动车,交付时间在两到三年后,彼时充电桩可能已经全面覆盖,意义不大。而且,“大量续航1000公里的电动车在路上行驶会是资源的极大浪费。”

沈晖的话被一石激起千层浪,有网友以长续航手机为例,不认可浪费社会资源的说法,甚至觉得威马是“吃不到葡萄反而说葡萄酸”。

无论如何,续航1000公里的车还没发布,真假自然也无法实际验证。但是,与这些智能汽车从业者对电池续航的信心满满不同的是,在智能汽车的最下游——尝螃蟹的车主的眼里,这个寒冷的冬天却是另一番景象。

三元锂磷酸铁,冬天里的电动爹

“回老家的时候,路上堵了,有办法在高速上充电吗?“

长沙市某步步高新天地一楼的特斯拉体验中心,““智能相对论””看到一位牵着孩子手的母亲在向工作人员询问。

位于长沙的一处特斯拉门店

去年冬天,她的北方闺蜜在回家过年的时候,高速上遭遇了堵车——这本是春运时极其常见的事情,往年也堵车,但不同的是,他们新换了一辆某品牌的智能汽车。

那是一段惨痛的记忆,北方深夜飘着雪花的公路上,排成长龙的汽车队伍中,智能汽车中控大屏上40%的剩余电量格外刺眼。

我知道续航会有缩水,但是肯定能坚持到下一个站点的,晚上过夜充电,第二天到家,这个规划本来是没问题的,但是。窗外是零下20多度的深夜,不开空调几乎是件不可能的事情,即便大人受得了,孩子恐怕也受不住。

堵车继续,而电量百分比也在快速下坠,最后,他们“趴窝”在了高速上,被燃油拖车拉到了服务站。

而根据“智能相对论”的了解,他们这款车官方的标称续航为350公里,夏季实际续航约为290公里,而在冬天,寒冷和空调的双重打折下,实际续航大概在150公里。对大多数电动车主来说,空调的热风只有在充电的时候,才能肆无忌惮的享受。

在燃油车时代,背负着压力的男人驱车回到家中,可能会在车停稳后继续坐一会,抽支烟,亦或是什么也不做,在事业和家庭的角色切换中短暂缓冲一下。而对智能汽车车主来说,这段时间新增了一个任务——充电。

“花几十万买了一堆五号电池。”另一位特斯拉车主刘哲笑着对“智能相对论”说:“朋友们都这么说,已经可以上BBA了,这个价位还买电动的都是勇士。我现在差不多每周要充两次电,第一次开车开出了玩手机的感觉,都快换上电量焦虑症了。” 但他对自己选择并不后悔,看到那个颇具未来科技感的“T”标,想到自动驾驶的未来和SpaceX背后的火星移民的时候,刘哲也觉得是值得的,毕竟有舍有得。

制约智能汽车续航的最大因素在于电池。目前,主流的电池技术有两种,根据电池正极的材料不同分为三元锂电池和磷酸铁电池。

相对三元锂,磷酸铁电池的优势有两点。首先,在安全性上,磷酸铁锂电池的安全温度在800℃,远高于三元锂电池200℃的分解燃烧温度,相对更加安全,最近引发广泛关注的上海特斯拉自燃事件,采用的就是三元锂电池。

上海特斯拉着火事故现场

其次,三元锂依赖需要进口的钴元素,相对磷酸铁来说成本居高不下。根据中国化学与物理电源行业协会2019年的数据,磷酸铁锂电池电芯的市场报价已降至0.7元/Wh以下,三元电池电芯的报价在0.9元/Wh左右徘徊,两者差距还在不断扩大之中。

但在低温条件下,三元锂的表现要显著优于磷酸铁,在在-20℃条件下可保持正常电池容量的75%左右,而磷酸铁电池只有50%左右。同时,三元锂电池的能量密度较高,还有比较大的进步空间,而磷酸铁锂电池能量密度较低,基本已经达到理论极致。

不同的特点,也造就了不同的市场效果。

在2016-2019年间,政策补贴倾向于高能量密度电池。乘着这股风,三元锂电池的市占率从2016年 22.9%的提高到2019年的61.5%,增速迅猛,智能汽车中三元锂也逐渐代替了磷酸铁成为主流选择。

从2020至今,动力电池的能量密度趋于极限,国家补贴在2020-2022年在上一年的基础上退坡10%/20%/30%,而且设置了30万元(含)以下才补贴的售价门槛,磷酸铁锂凭借性价比优势开始回暖。

此外,随着比亚迪的“刀片电池”的结构优化、宁德时代CTP概念的提出,磷酸铁锂的缺点逐渐弱化,成本的优势开始凸显。最近蔚来也传出消息,要推出搭载宁德时代磷酸铁电池的汽车,价格上可能会有所下探。

但在能量密度逼近极限的情况下,无论是三元锂和磷酸铁电池,主流品牌智能汽车的续航极限都在500公里左右,距离1000公里还差很远,续航依旧是智能汽车最大的痛。这新造车势力在续航上大费周章的宣传,甚至不惜以噱头出镜,也就不难理解了。

石墨烯固态包,电池技术真的突破了吗?

1880年,法国人古斯塔夫•特鲁夫发明世界上第一辆电动车,四年后,本茨的内燃机汽车才出现。从19世纪到21世纪,电动车起了个大早赶了个晚集。

让电动车在和燃油车竞争中失利的原因,是贯穿其整个生命历程的一对矛盾:电池成本、安全性与长续航之间的矛盾。两个世纪后的今年,这一问题虽有所改观,但在电池技术没有大突破的情况下,依旧没有得到本质上的解决。

蔚来和广汽真的在固态电池、石墨烯电池方面有了突破吗?

先说固态电池,目前智能汽车采用的动力锂电池,由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四个部分构成,业内普遍认为液态电池的天花板在350Wh/Kg左右。而全固态电池,则使用固态电解质,去除了电解液和隔膜,预期可以达到500Wh/Kg。

针对此次蔚来汽车续航超过1000公里的固态电池,根据““智能相对论””了解到:蔚来的“固态电池”并非真正意义上的全固态电池,而是添加固态电解质的混合固态电池。

在被质疑后,李斌也承认目前采用的并非全固态,还是带有液体,全固态电池的量产还是很远的事情。这也印证了国联汽车动力电池研究院董事长熊柏青对于全固态电池商业化“至少这5年没戏”的观点。

也就是说,固态电池真正商用到智能汽车上,最低还要五年的时间,蔚来此次关于固态电池宣传,步子迈的确实有些大了。

而广汽所宣称的石墨烯电池,更像是一场乌龙。

石墨烯,即单层石墨,以二维形式存在的特殊石墨结构,具有极高的导热性和近乎无限制的电子迁移率。

石墨烯结构示意图

安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)在石墨片上用胶带对撕得到石墨烯,并在2010年获得诺贝尔奖后,石墨烯好像成为了电池行业的一本圣经,人人都可以按照自己的想法去解读。从此次事件的结果来看,广汽更像是马丁·路德的信徒。

针对院士的质疑,广汽很快发表了说明公告并表示:“石墨烯超级快充电池”和“长续航硅负极电池”是两种电池。

广汽的石墨烯电池全称是“石墨烯基超级快充电池”,只是添加了部分石墨烯材料,并不能算作是真正的石墨烯电池。而宣传中8分钟充电80%的电池,指的是是石墨烯基超级快充电池,并非1000公里长续航的硅负极电池。也就是说,根本不是大家想象的快充和长续航合二为一的石墨烯电池。

广汽令人浮想联翩的宣传图

根据“智能相对论”的了解,首先,由于其二维化的结构,石墨烯电池稳定性差,循环寿命短。其次,氧化还原法、机械剥离法、化学气相沉积法等石墨烯材料制成方法都存在有诸如高成本、高危险性等各种缺点,暂时还达不到大规模商用化的水平。而作为下游的石墨烯电池,目前大多只存在于实验室中,离商用阶段差的还很远。

不可否认的是,无论是比亚迪、蔚来、广汽这些车企还是宁德时代等电池制造商,在推动动力电池发展中都做出了巨大的贡献。但此次蔚来和广汽所宣扬的固态电池、石墨烯电池,在目前或者说是近几年,都很难走出实验室,1000公里续航的智能汽车,更像是一个噱头,一次造车新势力在影响力和股价方面的“狂欢”。

另辟蹊径,差异化和电池租赁能撬动智能汽车的市场吗?

在“智能相对论”看来,威马创始人沈晖对于1000公里长续航的看法是比较长远的:在电池技术迟迟得不到突破的情况下,采用常规电池达到“续航1000公里”,既存在技术上的难题,也是对社会资源的浪费,在国内的充电桩布局将更完善后,汽车确实不需要背着续航1000公里的电池到处跑。

但充电桩的普及,也是一个长期的过程。截至2019年,我国公共充电桩总量达到51.6万台,但增速也从2016年的156.95%下降到了2019年的33.3%。充电桩运营商盈利能力较弱已成为行业共识,目前仅特来电一家2019年宣称跨过盈亏平衡线开始盈利。虽然在2020年被纳入新基建,但与随处可见的加油站相比,充电桩(特别是私人充电桩)的建设速度,还是难以满足迅速增长的新能源的需求。

在此背景下,智能汽车行业迫切的需要新出路。

第一点是打造差异化。先来看一组数据,根据车联会的统计,2020年新能源汽车销售量超过10万的型号,只有特斯拉和五菱宏光MINI。特斯拉Model 3位居榜首是意料之中,而2020年7月份发布的五菱宏光MINI,取得的成绩堪称恐怖:短短半年销售量就来到了11万,比表格上的造车三势力合起来的总数还要多。

而造车新势力“三剑客”之一的小鹏,其鹏翼门设计,主打高端和时尚的P7车型,在第三季度大规模交付后,销量由第二季度的325辆,上升到第三季度的6210和第四季度的8527辆。和五菱一样,甚至连小鹏汽车内部人士都没料到:“原本我们自己都以为它是小众的细分市场,没想到P7的市场反馈和表现会这么好。”

小鹏P7

五菱宏光MINI和小鹏P7的成功说明,除了特斯拉准备全面替代燃油车的模式外,差异化需求的背后也是一个广阔的市场。

这也可以给新造车势力提一个醒,从电池方面入手,做出差异化。在中、高端车型继续采用三元锂离子电池,展现品牌实力。而针对平民车型,采用低成本的磷酸铁锂电池,最大程度上压低成本(五菱宏光mini的起售价仅为2.88万元),开拓新市场,而非仅仅是执念于股价和1000公里续航。

第二点,则是电池租赁模式。

高成本、低保值率、短续航的电池已经成为消费者在选择电动车时的最大障碍。针对此问题,去年7月24日的成都车展上,李斌提出了蔚来的BaaS(Battery as a Service,电池即服务)新型服务模式。

李斌口中的BaaS模式,指的是消费者在购买蔚来汽车时,不再包含电池的价格。根据当时媒体的传闻,蔚来会成立一家电池资产管理公司,电池以租赁模式提供给消费者,按月付费。

从现在来看,BaaS存在有很多问题,比如囤积电池的重资产,消费者的接受程度还有待检验等等,但同时也提出了一个新的解决方略:将电池的成本负担由消费者转到厂家上来。

此模式成熟后,可以很大程度上打消消费者的疑虑,进而刺激智能汽车市场的增长,同时催生出大批的电池资产提供厂商。车和电池分离的模式,也让电池回收率和与之相关的环保问题得到解决。部分造车势力也不需要再执着于电池问题,而是将目光和资金投向自动驾驶技术、电机等智能汽车核心领域。

*本文图片均源自网络

参考文献:

三元锂离子动力电池和磷酸铁锂电池哪个要更适合电动汽车?作者:知乎 工科男老王

锂电池行业深度报告:锂电正极高镍三元与磷酸铁锂两翼齐飞。作者:华安证券,陈晓、别依田、滕飞

蔚来固态电池迷雾:续航超1000公里 大招还是科幻?作者:每日财经记者 朱成祥


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