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電池,是新能源汽車的核心零部件,成本占比超過40%,也是車企考慮成本后,最愿意“動手腳”的環節。
2021年至今,在電池上運用「魔法」被國內的汽車企業玩兒的惟妙惟肖。從蔚來考慮失溫圍繞「混裝電芯」做應用創新;到2022年產能斷供,新勢力被迫尋求多品牌電池企業保證供應;如今,別有用心的企業用混裝「套利」的方式已經被運用的爐火純青。
去年,在某家“粗糧”企業的帶動下,電池混裝,居然被演繹成「開盲盒」。同一車型,同一配置,同一價格,電池卻完全不同。這種亂象。直到一周前,隨著一汽奧迪首款基于PPE純電平臺的Q6L e-tron上市,困擾了國內電池混裝長達數年之久的亂象才昭然若揭。
作為年內第一個搭載單一電池品牌的豪華產品。Q6L e-tron幾乎是國內正向開發的產品中打造周期最長的。于是,出現在奧迪身上的兩種認知被反復拉鋸!一面是對高標準、嚴要求的堅守;另一面是對成本、價格問題的不妥協。
就在圍繞混裝與單供,輿論在反復橫跳間。疊加了電池安全問題頻發后,一次圍繞何為新能源該有高端方式的探討展開了。
文|鍋斯傅
編輯|李佳琪
圖片來源|網絡
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「電池混裝為什么會出現泡沫?」
如果不是Q6L e-tron掀開了今年「混裝不安全」的遮羞布,或許人們還認為,混裝方案就應該是未來新能源動力電池發展的一種良性態勢。事實是很多企業,借著擺脫供應商依賴的名義,正在電池上“耍雞賊”。
由于國家并沒有強制車企公開電池品牌、型號等信息的法制法規。于是有車企開始了在產品傳播上動手腳,例如在宣傳時突出寧德時代這樣知名電池廠商用以吸引用戶,但在交付時混裝其他品牌電池“掛羊頭賣狗肉”。甚至還有企業,隱瞞電池混裝信息;交付隨機發貨,讓用戶開盲盒;更有甚者,發布的產品中出現過車輛合格證信息與電池混裝不符等等現象。
人們普遍認為混裝現象出現,主要是受頭部零部件企業產能問題緊張,車企為保證生產延續性,不得已引入多家供應商,才導致了混裝不同電池。但混裝在行業從出現到普遍,已經經歷3個階段。而目前的「泛濫」與此前2個階段在疊加限價成本、產能、應用、以及擺脫供應鏈依賴的方式關系密切。據統計,截至今年上半年,就有多達60款新產品發布過程中現電池混裝的情況,混裝的方式也已經變得五花八門。
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2020年,動力電池的「材料體系」難突破,「混裝電池」作為當時一個可以嘗試的新路徑出現在人們的視野。彼時,蔚來是混裝電池第一家吃螃蟹的企業。「混裝方案」顧名思義,指的是將鋰離子和鈉離子按照一定比例“混搭”形成一個「夾心電池」,通過BMS的不同算法對電池體系進行均衡控制。
目的是解決鈉離子電池能量密度的短板,同時發揮出奇高功率、低溫特性的優點。由于物理性,三元電芯的保溫特性要比磷酸鐵電芯的保溫性好,所以提出這種“混搭概念”,目的是希望給磷酸鐵電芯穿上一次「衣服」部署多種隔溫材料,改善電池的續航問題。
但這種現象受限電池的所有權和補能體系的制約并未在市場上大面積普及。直到次年,也就是2021年,國內新能源市場價格戰激烈。
要考慮如何在「入門版」車型的價格上更有競爭力問題,特斯拉將更具成本競爭力的磷酸鐵電池上車,以應對國內激烈的競爭市場。但考慮到產品一致性、安全問題和售后的維保及產品保值問題。又受制于當時《美國通脹方案》以及特斯拉與LG之間穩固的合作關系,以及產品性能問題,特斯拉選擇對高端車型上的LG的三元電池被予以保留,對國內經濟電芯進行混裝銷售。
原因是《通脹法案》要求了特斯拉的電池和原材料與核心組件必須來自北美和自貿國,在疊加規模和補貼因素下,特斯拉不得不面對穩住既有供應鏈基礎,于是才出現了在同車型不同配置上,搭載不同品牌電池。
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但特斯拉在選擇混裝之初,考慮到架構對多種電池的兼容問題,也就是「軟件」要適配且滿足快速快速切換管理邏輯。所以特斯拉在電池管理系統上,采用了BMS主控制器(BMU)+從控制器(BMB)的分層式架構去實現軟件之間的快速切換。目的是適配不同電池特性的前提下,保證車輛的安全和可靠性,同時最大化發揮不同電池的性能。
這種分層結構,通過動態調整均衡電流的方式,將電芯SOC的差異控制在了±0.5%以內,以改善電池組的利用率,并通過不斷OTA方式來升級BMS以優化對電池性能的管理。但受限研發能力和成本問題,從去年上市的產品中,有相當一部分比例的產品并沒有對混裝的BMS進行有針對性的適配,甚至有企業還簡化了BMS的適配流程,沿用一套管理系統。以達到快速降低供應鏈風險或壓縮成本的目的。
X想此前就出現,在實際交付中消費者為了避免「被混裝」給經銷商加價數萬元選擇高配車型的情況;X米此前宣傳的寧德“穩定電芯”但在量產上混裝了經濟型電芯,出現熱失控溫度比寧德低42℃。根據中國質量認證中心對2025年電動車自燃事故篩查中,有72%的案例就與電池熱失控有關,而涉事車輛有半數通過「新國標監測」,有相當比例存在電池混裝現象。「混裝」除了引發市場的信任危機,最大問題即是以低性能電芯為基準管理的系統會加劇電池老化和溫控失衡的概率,后期維修的難度也在大大提升。
早在同一電池包混裝不同電芯時,很多學者就已經意識到一個問題,那就是好「算法」是兩種電池體系合理糅合在一起的前提。但現實卻是目前市面上,多數企業并沒有針對熱管理系統做改善與相應升級。
如今,隨著Q6L e-tron以寧德時代作為供應商,一種電池的方案「變向」被認可,也變向戳破了過去新新能源汽車行業長達2年的「混裝安全」泡沫。
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「奧迪為什么不用混裝電池?」
新車上市后,有很多公開信息在分析奧迪自研的BMS能量管理系統。認為其能精準計算電量,確保續航里程不虛標,為用戶提供可靠的續航信息,解決了消費者對于電動車續航焦慮的痛點。
從技術創新的角度看,這主要得益于,電池系統中的液冷和熱泵技術,能在-30℃至55℃的溫度區間內穩定工作,確保電池始終處于合適的工作溫度。在-10℃的低溫測試中,其續航保持率能達到85%以上,緩解了用戶的冬季續航焦慮。
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但輿論發現,奧迪這套自研的BMS能量管理系統,甚至超越了很多混裝車型。由此引發人們對混裝電池熱管理的關注。事實上,不論那種混裝方式,車企圍繞電池管理系統做好升級,只是「混裝」的前提條件。因為現實是即便車輛BMS(電池管理系統)成熟,混裝電池衍生的問題也不能完全在根本上得到解決。
考慮電芯生產、老化的程度,混裝必然會隨著時間帶來吻合隱患。不同品牌、型號電池的電芯材料,在容量、充放電、循環壽命上存在固定差異,即使BMS能夠實現動態調整,也無法完全避免單體單芯過度放電,進而出現電池衰減加速和其他安全風險。
于是在Q6L e-tron上市后,奧迪就此作為今年年內首個沒選擇「混裝」電池方案的豪華品牌。也變向告訴所有人,原來解決「混裝不安全」的最好解決辦法,就是「不混裝」!
當然除了在設計初沒有考慮「混裝方案」外,奧迪對電池的要求是既要滿足電池安全問題,還有對車輛的動力、性能和續航的一致性負責。這也就為奧迪與寧德時代的最終牽手打下基礎。
對奧迪來說,要選用統一的電池供應商和規格,既可以確保電池在充放電、能量密度等方面的一致性,又能保證確保車輛成體性的穩定。作為全球領先的動力電池供應商,寧德時代的技術能力和產品可靠性毋庸置疑。因此在合作中,寧德時代專注電芯的研發,奧迪則發揮系統集成經驗,自主設計電池包。合作過程則是由奧迪一汽從寧德采購電池組件,裝配獨立于供應商,在工廠的自由電池車間完成裝配。區別以往動力電池企業的整包方案,這種分工明確又高度協同的方式,既發揮電池企業的專業性優勢,又充分滿足了原創產品的設計需求,使得質量安全的權責得到高度閉環。
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但很多人不知道的是,奧迪所采用的CTM電池封裝模式。相比目前市面上普遍的電池封裝方案,是最容易、最可靠且成本最可控能實現「混裝」方案的一種封裝形式。CTM(Cell to Module)顧名思義,就是將電芯集成在模組上,再用電池殼體封裝成電池包。這種封裝的好處是兼容性強,它能讓不同企業、不同品牌的電芯在物理尺寸和電氣的鏈接上更適配,只要保證電芯規格一致即可。
其次,生產和設備工藝相對比較成熟,混裝的難度和成本相比CTC等封裝方式更低;最重要的是,BMS的適配更容易,如果奧迪想通過搭載不同電芯來實現降本或拉低售價的方式,奧迪只需要對BMS的參數進行調整和優化,就能實現對不同電芯的有效管理和優化,適配難度非常低。即便后期在維修和更換時,也能對單獨電芯進行替換和更換。
即便如此,奧迪仍沒有選擇以「混裝」方案參與到市場的低緯競爭中去。一位參與奧迪Q6e-tron的工程產品設計師就曾表示:混裝方案存在信息披露不透明的情況,極易引發消費者對產品「以次充好」的擔憂,早晚會損害品牌公信力。
選擇公開穩定的電池方案,既是對用戶知情權的尊重,也是幫助品牌和用戶陷入無畏的爭議中去。
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一汽奧迪副總經理李鳳剛就曾在社交媒體上提出「高規格企業公民」用于回應行業存在的亂象。并認為,奧迪對高標準的堅守,就是一家高規格企業公民應盡的義務。
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奧迪和寧德給「混裝亂象」上了堂道德公開課!
都知道在Q6L e-tron上,奧迪幾乎在所有制造環節都設置了「豪華門檻」。在與寧德的合作中,奧迪也沒例外,雙方圍繞動力電池的高標準,提出了「3高1長1可靠」的合作愿景:即以高標準、高性能、高絕緣以及長壽命和可靠性為目標,并通過雙方共研、共創的方式來實現。
就前不久在Q6L e-tron上市發布會上,寧德時代乘用車事業部執行總裁沈鋒就在現場提到:“奧迪的工程標準遠超了行業基準,甚至在某些技術領域挑戰了寧德時代的技術極限”。但事實上,除了人們普遍所了解的雙方在測試驗證流程的冗余和嚴苛。寧德時代在這次有著示范意義的合作上的付出遠不止于此。
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考慮到電池安全問題,奧迪在Q6L e-tron上選擇更厚電芯殼體,以增強抗沖擊下和抗震動能力。寧德時代就在電芯的整個尺寸上做了優化,來更好的適配空間。目的是在有限空間內,保證能量密度和性能表現,同時還要兼顧電芯之間的鏈接和散熱不受影響。于是寧德時代首創將電芯倒置,將防護、鏈接、熱失控等功能高度集成,省出了6%的能量空間。但就是這6%,背后是雙方累計協作了1.5萬個小時的成果,也是豪華主機廠與國內優質供應商圍繞高品質產品雙向奔赴的結果。
其實像這樣的案例數不勝數,Q6L e-tron在動力電池的排放煙霧的路徑、水冷板的散熱、電池的管理系統上,寧德時代也都依托自身先進的技術與技術拿出了成熟的解決方案。可以說,雙方這種技術共創的模式,不僅推動了電池技術的進步,也為整個行業技術水平的發展提供了合作創新的參考案例。
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很多人不理解,為什么在行業普遍圍繞標準下行的過程里,奧迪與寧德時代選擇了「逆行」,難道不是應為結合行業趨勢與外部環境適配來展現產品的競爭力嗎?
事實上,汽車是有鄙視鏈的,劣幣驅逐良幣的現象,必然是階段現象,歷史證明了在特定時期問題現象都會被徹底扭轉。
2023年下半年至今,國內動力電池產能過剩與結構性分化的現象已經十分突出。去年全行業累計產銷均超1000GWh,但實際裝機量只有548GWh。低端過剩,高端不足的現象十分嚴峻。加上去年,首批電池來到“8年質保期”退役量超過350萬噸。
過剩產能,高端經驗不足…種矛盾背后都說明了打造「高價值產品、高價值技術」是促進行業問題扭轉的唯一方式。因為汽車終究逃過不一個概括——耐久性的大宗消費品!而這類產品的核心競爭力就是「品質」。
今年,隨著監管政策的不斷完善、消費者維權意識的提高以及行業技術標準的統一,混裝電池引發的亂象已經得到市場的關注,長遠看「亂象」必然會得到有效控制。
一位深耕電池行業多年的材料學專家向蜂鳴出行就指出了當前電池行業的核心癥結:「亂象,本質是政策標準之后與企業利益驅動的相互作用」。至于優秀的企業、產品,從沒有自降標準只顧短期,時間一定會把「普通」與「豪華」做出區分,讓真正的長期主義者不會孤獨。
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