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大眾變身電池工廠:同時研發四種電芯,還要便宜 50%

全球最大的汽車集團正在變成一家動力電池公司!

就在昨晚,汽車行業的龍頭企業大眾集團舉辦了一場名為 Power Day 的活動,主要介紹了大眾集團的電池技術和充電方面的佈局。

在電池方面,大眾的研發中心正在研發四種電芯,其中包括磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、高錳電池和固態電池,其中固態電池將會在 2025 年將會實現 17 分鐘充滿電,未來將會把充電時間縮短到 12 分鐘。

此外,大眾集團還在自研一種標準尺寸電芯,未來將會有 80% 的車型都採用這一電芯。大眾集團認為,電動汽車的研發應該是以電芯為基礎來設計汽車,而不是過去的為汽車尋找電芯,所以大眾也研發了 CTC 技術,電芯可直接整合到底盤上。

基於這些技術,大眾有望將入門款車型的電池成本降幅逐漸提升至最多 50%,量產車型上也能看到最多 30% 的電池成本下降,大眾汽車電池系統的每千瓦時成本有望降至 100 歐元(約合人民幣 775 元)以下。

而且大眾將會參與動力電池的生產,到 2030 年,大眾將會需要 240GWh 的動力電池,為了滿足這個缺口,大眾將會在歐洲建立 6 個動力電池工廠,每個工廠的年產能將會達到 40GWh。

在充電方面,大眾目前正在積極進行充電樁的建設。在中國,大眾和一汽集團、江淮汽車、星星充電成立了合資公司正在建設充電樁。今年計劃建成 500 個充電站,6000 個充電樁,覆蓋國內 8 個主要的新能源汽車市場。

目前,大眾汽車集團已經制定了完善的電動化轉型方案,計劃在 2030 年純電動汽車的銷量佔比為 60%,為了實現這樣的計劃,大眾集團必須要在動力電池和充電基礎設施上增加投入,而本次 Power Day 活動也展示了大眾在這方面的佈局。

大眾是全球最大的車企,這項計劃說明了大眾在動力電池領域將會堅定自研為主,供應商為輔。這對於整個行業來說都是一個重要的訊號,此前包括特斯拉在內的車企也都有這樣的訊號傳出。

正由於傳統車企有這樣的研發實力,所以他們的入局勢必會改變行業格局,而車企切入動力電池領域也將會成為一種新的趨勢。

▲大眾 Power Day 現場

一、自建動力電池研發體系 還在研發 CTC

作為汽車行業的龍頭企業之一,大眾在電動化轉型方面的速度非常快,在 5 年前就推出了專用的電動汽車平臺。而現在其他汽車才開始轉型,大眾則已經開始享受到純電平臺的成果了。

根據迪斯的介紹,大眾的電動汽車已經佔據西歐電動汽車市場的四分之一。在其他市場上,也正在進行擴張。

▲大眾 CEO 迪斯

在完成了純電平臺的搭建之後,接下來能制約大眾電動化發展的就只有動力電池了,大眾也正在想辦法解決這個問題。

事實上,大眾集團在動力電池領域的佈局已經有一段時間了,現階段,大眾集團設立了卓越中心,主要在進行動力電池的研發,大眾集團的電池技術都將在保時捷的跑車上進行應用,會直接在賽道上跑來檢測結果,這樣做既能提升保時捷的電動化水平,又能讓大眾集團積攢更多的電池技術。

據介紹,大眾集團正在設計一些非量產的電動跑車,也將會用上大眾的電池技術。根據大眾集團自己的說法,其動力電池的研發能力和專業的動力電池供應商已經不分伯仲了。

在電池技術方面,大眾在磷酸鐵鋰電池、鎳鈷錳三元鋰電池、高錳電池以及固態電池方面都有佈局。

大眾汽車認為,磷酸鐵鋰電池的成本低安全性好,電池的迴圈週期也更多,因而在入門級的短續航車型上可以很好的發揮作用,而鎳鈷錳三元鋰電池能夠帶來更好的續航能力,也非常重要。

▲大眾 Power Day 現場

高錳電池的鎳鈷含量都比較少,能夠節省成本,也能夠帶來更好的續航能力。

而固態電池則是未來的重要發展方向,電池的重量會下降,充電時間會縮短。相應的,車輛的續航里程會進一步提升,且安全性會更高。目前大眾已經在和合作夥伴合作開發這種電池,現在 20~30 分鐘可充電 80%,能夠實現 480 公里的續航,大眾認為到 2025 年,這一充電時間將會縮短到 17 分鐘,未來會縮短到 12 分鐘。

在電池的負極方面,大眾汽車將會著重開發矽基技術,相較於現有的石墨負極體系,矽基負極能夠將車輛的續航里程提升 10%,且充電能力也會進一步提升。

大眾集團目前正在開發一種標準化電芯,到 2023 年將會全面實施,按照大眾集團的設想,這款電芯將會覆蓋集團旗下 80% 的車型,另外 20% 的車型需要獨立的電池設計。

▲大眾 Power Day 現場釋出內容

而這種標準化電芯也能給帶來成本上的節省,在電芯的設計階段就能降低成本 15%,在生產階段能夠降低成本 10%,電極成本降低 20%,在電池系統方面也能降低 5% 的成本。

▲大眾 Power Day 活動釋出內容

因而,大眾有望將入門款車型的電池成本降幅逐漸提升至最多 50%,量產車型上也能看到最多 30% 的電池成本下降,大眾汽車電池系統的每千瓦時成本有望降至 100 歐元(約合人民幣 775 元)以下。

說到這裡,大眾集團也介紹了他們對於電池組的思考,之前大眾集團是先搭建純電平臺,然後再適配動力電池,在新思路中,大眾集團將會把動力電池放在設計階段,圍繞著動力電池來設計汽車。

▲大眾 Power Day 現場釋出 CTC 技術

因而,大眾集團也將會把電芯直接整合到汽車底盤上,這也就是目前比較流行的 CTC 技術,特斯拉和寧德時代也都在研發這項技術。

採用這項技術之後,電池生產線的佔地面積將減少 50%,生產效率提升 30%,還能大量減少二氧化碳的排放。

▲大眾 Power Day 現場釋出內容

在生產方面,大眾集團希望跳出原來的思考模式,和更多的合作伙伴來合作提升動力電池技術,滿足顧客更多樣的需求。

另外,大眾集團還建立了動力電池回收工廠,採用了溼法冶金的回收方法,最多可以回收 95% 的原材料。通過動力電池回收,能夠讓每一輛車減排 1 噸二氧化碳,也能幫助消費者降低成本。

二、新平臺車型 2024 年首發 將建設 6 個電池工廠

有了動力電池,還需要更好地和車型結合起來,大眾汽車此前推出了 Trinity 專案,將會著力打造下一代電動汽車技術。大眾希望在 2024 年推出第一款車型,目前該車已經完成了概念驗證,這款車將會是大眾新電動平臺的先鋒。

該車也將會是第一個使用標準化電芯的車型,CTC 技術也會率先落地這一車型。

根據大眾方面的預計,等到 2030 年,大眾集團內部的電動汽車佔比將會達到 60%,將會需要 240GWh 的動力電池供應,而目前的動力電池供應顯然達不到,大眾也將會自己參與動力電池的生產。

目前大眾汽車與瑞典動力電池企業 NorthVolt 的合資公司正在建設當中,年產能將會達到 30~40GWh,主要給豪華車生產電芯。此外,大眾還會和 NorthVolt 合作開發新的動力電池。

除了這家合資公司,大眾還將會建立一個 40GWh 的動力電池工廠,為量產車提供動力電池,兩個工廠的初步產能將會達到 80GWh。

▲大眾要建立 6 座產能 40GWh 的電池工廠

之後大眾還將會在南歐建立一家動力電池工廠,在西歐還可能再建立一家工廠,早期規劃的是四個動力電池工廠,每家產能均為 40GWh。到 2030 年前,大眾還將在歐洲建立兩個同等規模的動力電池工廠。

而在商用車方面,大眾集團也將會開啟電動化轉型,專門為過載商用車設計的動力電池實驗室將會在今年秋季投入使用。

三、正在全球積極建樁 還在研發雙向充電

通常情況下,使用者在購買充電動車的時候一定會考慮充電設施和續航里程的問題,這兩個問題不僅僅是某一個國家或地區的問題,而是在全世界範圍內普遍存在的。

大眾集團的策略則是在各個國家尋找不同的合作伙伴,來共同解決這個問題。

在中國,大眾已經制定了明確的電動化轉型計劃,MEB 平臺的年產能為 65 萬臺,電動車佔在華銷售車型的 35%,也就是 150 萬輛新能源汽車,大眾預計到 2030 年在中國售出 1200 萬輛電動車。

目前大眾集團已經成立了大眾(安徽)有限公司,首款車型將會在 2023 年投產,奧迪與一汽合資的電動汽車品牌首款車將會在 2024 年下線。

為了更好地開啟中國市場,大眾集團需要在充電樁方面付出更多的努力,大眾中國調查顯示,雖然在 2020 年底,中國已經有 80 萬個公共樁,但其中 80% 都是慢充樁,30% 的充電樁會被油車佔據,而 30% 的充電樁還會存在故障,因而僅有不足 30 萬個充電樁能夠正常使用。

因而大眾調查顯示,有 25% 的中國使用者覺得充電不方便,50% 使用者覺得車輛的續航里程不夠。

在 2019 年,大眾中國和一汽、江淮、星星充電共同成立充電公司 CAMS,已經推出了一個手機 APP,使用者可以在上面預約樁、完成解鎖充電,而且充電時會向用戶推薦餐廳和有意思的店鋪,充電完成後,可以直接通過 APP 付款,非常方便。現階段,已經在北京、成都、深圳建立了 40 個超充站。

▲CAMS 充電樁

今年隨著 ID.4 的交付,超充站的數量還將進一步增加,2021 年計劃完成 500 個充電站,6000 個充電樁,覆蓋 8 個城市,約 80% 的新能源汽車市場。到 2025 年,則將充電樁的數量提升到 17000 個,覆蓋絕大多數城市。

大眾中國 CEO 馮思瀚認為,CAMS 將會在 4 年內實現盈虧平衡,9 年內實現盈利。

而在世界上的其他地方,大眾也在和合作夥伴共同建設充電樁,在美國,大眾和合作夥伴從 2018 年開始,每週建設四個充電站,目前在美國有 540 多個充電站和 3500 個大功率充電樁。

▲大眾美國合作伙伴建設的充電樁

大眾方面計劃在 2021 年增加到 800 個充電站以上,涵蓋美國 45 個州和加拿大 4 個省。

在歐洲,充電基礎設施提供商 Ionity 已經和大眾建立了合作關係,平均每三天新增一個大功率充電站。在義大利、西班牙和英國也都在和合作夥伴共建充電樁。

▲大眾歐洲合作伙伴建設的充電樁

此外,大眾還在推動自有樁的建立、4S 店充電網路的建設,以及目的地充電樁的建立。現階段,大眾集團方面也推出了一些關於充電的裝置,最有趣的為自動充電機器人,能夠找到車輛的充電口並自動完成充電。

而公共充電樁、壁掛式充電盒,下一代的牆充盒等產品也都在現場進行了展出。

比較有趣的一點是,目前大眾汽車集團正在進行雙向充電的研究,根據介紹,大眾 MEB 平臺在 2022 年將會支援雙向充電。以大眾 ID.3 為例,電池容量為 77kWh,能夠提供 5 天的家庭用電。

而這一設計的初衷則是為了更好地提升能源的利用率。大眾汽車資料顯示,在德國,每年有 6500GWh 的太陽能和風能被白白浪費掉了,這些能源能夠驅動 270 萬輛電動汽車的執行。所以大眾的雙向充電設計,就是為了讓汽車成為一個儲能產品,更好地利用可再生能源。

結語:大眾為電動化火力全開

提起傳統車企的電動化轉型,大眾集團一直是不得不提的一個,早在 2015 年就決定要進行全面化轉型,而且還耗資打造了一個純電動的 MEB 平臺,目前該平臺的首款車型和第二款車型已經開始量產交付了。

與其他傳統車企相比,大眾集團的動作更快。在轉型過程中,大眾集團也認識到了動力電池供應不足和充電設施不完善的問題,在本次的 Power Day 上,大眾集團直接瞄準這兩個問題。

6 個年產能 40GWh 的動力電池工廠和全球各地都在快速增加的充電樁是大眾集團給出的答案,這也意味著大眾集團不但進入了動力電池領域而且還進入了充電樁領域,下定決心要走好電動化轉型這條路了。

在電動化轉型火力全開之後,大眾的明天也更加令人期待。