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缺芯之后,新能源汽车企业需要做出是否独立开发新技术的选择。
发布日期:2021-10-13 阅读次数:281

随着碳中和概念的不断实施,越来越多的商业巨头跨境挤进新能源汽车轨道,新能源相关产业也迎来了蓬勃发展的机遇。最受关注的是动力电池领域。

被称为纯电动汽车心脏的动力电池的重要性对于新能源汽车来说是不言而喻的。巨大的市场需求催生了宁德时代市值突破万亿的上市企业。今年前8个月,我国动力电池产量比去年增长了201%,显示出惊人的市场潜力。

新能源汽车企业需要做出是否独立开发新技术的选择

然而,随着产量的快速增长,新能源汽车企业的动力电池缺口仍然高达30%-50%,甚至即将赶上全球芯片短缺的不利影响。为了摆脱电池短缺的影响,小鹏和威来已经开始布局电池研发,希望从源头上解决限制汽车企业发展的因素,相信会带动更多汽车企业进入电池领域。

只是在造车势力不断增强、竞争日益激烈的情况下,分散有限的R&D精力,为自己增加更多的成本消耗,会不会走弯路?

动力电池困于长尾效应。

事实上,从产能来看,截至今年8月,尚未安装的动力电池占我国动力电池总产量的31.56%。就数量而言,所谓的电池短缺更像是一个伪命题。真正让各大汽车公司焦头烂额的原因是市场上能生产高端电池的厂家数量相对较少,目前市场上的高端电池储能跟不上不断增长的动力需求。

对于新能源汽车来说,大多数电池寿命低、充电频繁的中低端锂电池已经逐渐被市场淘汰,主要使用技术和材料水平相对高端的磷酸铁锂电池和三元锂电池。但目前国内动力电池行业主要生产低端电池,产能分布不平衡,现有生产结构无法支撑高端电池的供应。

出现这种情况的主要原因是国内电动自行车消费群体庞大。电动自行车价格相对较低,里程短,难以匹配高端电池的应用环境,产生了大量的中低端电池需求。

据中国自行车协会统计,2020年中国电动自行车年销量已超过3000万辆,社会累计保有量接近3亿辆。根据常用电动自行车使用的电池组,包括4个锂电池,整个电力电池行业至少需要维持12亿个电池的生产能力。

虽然中低端电池的毛利率不高,但依靠巨大的销,电池行业进入小利润市场的长尾效应,刺激更多的从业者进入低端产业链。此外,由于相关规定的限制,电动自行车不能安装功率过大的电池,一些劣质假冒品牌甚至使用成本低、危险系数高的铅酸电池,进一步加深了长尾效应的程度。

但长尾效应更适合成本极低的产品。电池作为制造业,除了电子产品的科技属性附加值外,生产成本容易受到原材料、技术垄断、税收政策等方面的影响,长期无法通过长尾效应获利。与此同时,随着国家对电动自行车控制的日益严格,中低端电池市场并不像预期的那么稳定,向高端转型也是一个不可避免的问题。

但在转型方向上,从龙头企业到中小企业,也面临着同样的困惑。目前,三元锂电池和磷酸铁锂电池作为两种常用的高端电池,仍处于不可替代的境地。

三元锂电池能量密度高,支持高倍放电,可提供更好的动力性能和电能比。但由于液体电解质易燃易爆,安全性有待提高,使用场景相对集中在小型电子产品上。虽然磷酸铁锂电池在稳定性和安全性方面具有突出的优势,但在低温环境下放电能力和容量将大大降低。同时,较低的能量密度增加了大量的电池重量,较高的制备成本也降低了成品率,产品一致性较差。

技术冲突直接导致电池制造商对动力电池技术发展方向的怀疑。在世界十大动力电池制造商中,虽然中国企业占据了一半的名额,但宁德时代、比亚迪、中航锂电池、国轩高科技、远景AESC五家企业对这两种电池的看法也存在很大争议和分歧。

方向不确定,加上电池技术研发和工业转型成本高,主要电池制造商难以扩大高端动力电池的生产能力,推动行业摆脱长尾效应的希望仍然很小。

在这种情况下,等待电池行业通过自发的产业结构调整来缓解电池短缺显然是不明智的。而对于新能源汽车制造商来说,一直困扰着纯电动汽车消费者的里程焦虑,也在加剧对电池的焦虑。

新能源汽车企业需要做出是否独立开发新技术的选择

核心问题仍然是里程焦虑。

虽然目前20万元以上的纯电动汽车可以实现500公里的续航里程,个别车型甚至可以超过600公里,但对于消费者来说,无论续航能力如何增加,都无法从根本上缓解对里程的焦虑。

相比之下,燃油车不会产生过度的里程焦虑,主要原因是国内加油站体系的完善。加油系统站点众多,分布面广,车主可以轻松获得能源供应。但部分电动汽车受充电柱基础设施不完善、充电技术拖累的限制,在能源供应体验上无愧于电动爸爸的戏称。

对于新能源汽车车主来说,里程焦虑最严重的驾驶场景是由于缺电而最容易恐慌的长途旅行。在过去的国庆假期里,许多媒体报道说,由于充电设备短缺、充电效率低下等问题,新能源汽车在高速服务区排队数小时,甚至个别车主也不愿意在高温天气开空调节能。

根据中国电动充电基础设施促进联盟发布的数据,截至2020年11月,公共充电桩数量为69.5万台,私人充电桩总数约为153.9万台。然而,2019年8月,超过300万辆电动汽车在路上行驶,随着时间的推移,这一数字将继续增加。即使各地区都在加快充电设备建设,电动汽车一桩难求的现象仍然非常严重。

即使直流充电技术不断完善和普及,由于动力电池材料系统难以突破,快速充电时间也难以在1小时的基础上再次缩短。根据国内充电设施建设严重不足的现状,盲目提高电池容量会不可避免地延长充电时间,进一步加剧焦虑。

以Model3为例,特斯拉在原有三元锂电池的基础上,于去年10月推出了国产Model3标准续航版,配备宁德时代磷酸铁锂电池。虽然有效地增加了理论范围,但它暴露了磷酸铁锂电池耐低温效果差的缺陷。

同样是55kwh的电池容量,新版本的Model3续航468公里,比旧版本增加了22公里的理论续航里程。然而,经过个别车主测试,冬季环境下满电的新Model3只能行驶240公里左右,磷酸铁锂电池没有三元锂电池高能密度的优点。充电速度不仅明显慢于三元锂电池版本,有时甚至使用快速充电,但不能充电。

因此,许多经历过新版本Model3的车主对里程焦虑和低温环境下相对较差的充电体验表示不满,并希望为之前的版本增加更多的钱。标准续航版的差评也让特斯拉在一年后推出的Model3高性能续航版重新采用了三元锂电池。

由于现有动力电池材料的性能限制,国内新能源汽车品牌威来采用混合电池缓解焦虑。在过去的9月份,威来商业化了三元与磷酸铁锂电池混合PACK技术,9月推出了三元铁锂电池升级包,整合了两种电池的优势。

特斯拉改变池类型的变化感到沮丧,威来试图从混合电池的方向来看,这似乎表明,除了获得更多的高端电池外,新能源汽车公司将担心动力电池技术的创新。如何解决里程焦虑,通过技术创新掌握竞争优势,将成为每个企业不可避免的话题。

技术的创新和积累往往不能在短时间内完成。在各种焦虑的压力下,新能源汽车企业还需要做出是否独立开发新技术的选择。

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标签:人工智能,新能源汽车,动力电池


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