针刺连烟都不冒的电池全栈自研,广汽埃安撼动新能源头部阵营
来源:36氪
汽车圈的价格战,从年头打到年尾,几乎贯穿了2023一整年。汽车行业的竞争有多激烈,价格战为外界撕开一道窥探其中的口子。如今,在新能源赛道,广汽埃安、比亚迪、特斯拉、理想等占据领先地位,其余新势力与传统车企孵化的新能源品牌,构成第二梯队在后面拼命追赶。
作为杀出重围的“创二代”,广汽埃安的成长非常迅速。官方数据显示,2022年全年,广汽埃安累计销量为27.1万辆,同比增长高达126%。而从今年3月开始,广汽埃安月销量一跃而起,攀上4万辆高峰,1-11月,广汽埃安累计销量更是突破43万辆,远超去年全年。在此背后,广汽埃安究竟做对了什么?
在新能源领域完善全产业链布局,是其中一个重要因素。
12月12日,广汽埃安旗下的因湃电池智能生态工厂迎来竣工,广汽埃安成为全球极少数能实现电池全栈自研自产的主机厂。补齐电池自研这块重要拼图之后,广汽埃安与比亚迪、特斯拉成为汽车圈在全产业链均有布局的仅三家车企,不仅销量是“BAT”,产业链也是“BAT”。
不会全栈自研,做不了头部车企
动力电池是电动汽车的重要零部件之一,占整车成本的40%以上。广汽集团董事长曾庆洪曾吐槽,电池成本高昂,甚至占整车成本的60%,主机厂岂不是在为电池厂商打工?
除了成本焦虑,"电池荒"也令车企头疼不已。2021年,由于新能源汽车迅速扩张,导致高端动力电池电芯产能不足。最夸张的时候,车企采购人员甚至要驻扎在电池供应商那里,以便随时"抢货"。而美国银行发布的报告显示,根据模型推算,动力电池供应或在2025年-2026年“售罄”,2026年-2030年间,“电池荒”可能进一步加剧。
如果能做到在电池环节自给自足,不仅可以有效降低整车制造成本,还能够保证稳定且可靠的电池供应,避免因电池缺货而影响整车生产节奏。与此同时,将电池设计、制造掌握在自己手中,能够更好地与整车匹配,有利于提升车辆的空间利用率,大幅提高产品力。
因此,不愿在关键零部件受制于人的车企,便将业务拓展至电池领域。
比如比亚迪、特斯拉,这两家头部车企均已实现了动力电池的全栈自研。早在2014年7月,特斯拉与松下签署了超级工厂协议,合作生产锂电池。自2014年以来,特斯拉在内华达州累计投资62亿美元,建造了用于生产汽车电机和电动汽车电池的超级工厂。
但广汽对动力电池的研究比特斯拉还要早三年。2011年,广汽就开始了电池及其管理系统技术的研发和量产搭载,在电化学材料、热管理、系统集成、BMS、大数据管理等环节具备深厚积累。2015年首款自主设计的PHEV电池包搭载于GS4PHEV投产,2017年广汽埃安首款自主开发EV电池包投产,同年启动了动力电池电芯的自主研发和电芯试验线建设;从2021年开始陆续发布弹匣电池系统安全技术、海绵硅负极片电池、超倍速电池等多项先进电池技术,2022年电芯中试线建成并投入使用。
当技术积累完备,需要将技术落地。2022年,广汽埃安注册成立了因湃电池科技有限公司,总投资109亿元。同年12月11日工厂动工开建,2023年12月12日正式竣工。因湃电池业务范围涵盖新能源汽车动力电池生产制造、电池材料研发及相关产品的技术服务等,具备电池自研自产产业化建设以及自主电池的生产制造和销售能力。据悉,因湃电池智能生态工厂首期可实现6GWh产能,后期将完成36GWh产线导入,同时满足60万销量需求。
弹匣电池,承载着广汽埃安在动力电池领域的重要技术成果。根据官方定义,弹匣电池是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,是从电芯本征安全提升、到被动安全强化、再到主动安全防控的一整套安全技术。
2021年3月,广汽埃安正式发布了弹匣电池,并在此后实现了三元锂电池针刺试验的成功。今年3月,弹匣电池已经发展到2.0阶段。
12月12日,因湃电池智能生态工厂竣工时,官方同步发布了弹匣电池2.0新突破——P58微晶超能电池,该电池具备高安全、高性能、长寿命的特点,电芯针刺能够做到不冒烟、不起火。
这次升级,弹匣电池究竟是怎么做到针刺连烟都不冒的呢?
官方信息显示,在电芯安全方面,P58微晶超能电芯基于高稳定的磷酸铁锂正极化学体系、纳米陶瓷/耐高温聚合物复合涂覆隔膜、高安全电解液等技术应用,真正实现电芯针刺过程中不冒烟、不起火,温升小于1℃,几乎无变化;还能在高强度挤压下不失效,其耐压能力超过1200kN,变形量耐受能力达到45%,分别超出国标要求的12倍和3倍。更重要的是,配合弹匣电池2.0技术,可实现整包电池枪击不起火,针刺连烟都不冒,可以说,弹匣电池在某种程度上重塑了电池安全新标准。
为实现高能量密度,P58微晶超能电芯通过的方型叠片、顶盖/极耳直连焊接等优化设计,实现内部体积利用率超过90%,最终可使整车续航里程突破700km,甚至比很多三元锂电池密度还高,质量能量密度能达到195Wh/Kg,体积能量密度可达到450Wh/L,较行业水平提升5%以上。此外,广汽埃安还采用了12μm铝箔、4.5μm铜箔和0.3mm超薄壳体的轻量化设计,进一步提升了电芯能量密度。
基于上述技术,P58微晶超能电芯除了能够支持整车续航里程超700km,同时还具备3C快充能力,可实现充电10分钟,续航250km,超快充+长续航,基本已经可以解决用户的续航以及补能焦虑。
广汽埃安还开发了新型高安全电解液,通过引入新型高安全添加剂,在高温下可在正负极界面自聚合形成隔离层,大幅改善电芯热稳定性,热失控起始温度提升30℃,热失控总产热量降低30%以上。
更关键的是,弹匣电池2.0的使用寿命得到大幅提升,得益于多阶梯成膜、低耗锂负极等技术的应用,P58微晶超能电芯的常温快充循环寿命达到4000周以上,高温快充循环寿命达到3300周以上,整车理论行驶里程可超150万公里,相较行业主流水平提升超25%。
通常来说,普通家用车一年行驶里程为1万公里左右,P58微晶超能电芯可支持整车行驶超150万公里,对于普通家用车需求来说,已绰绰有余。
随着新一代P58微晶超能电芯实现投产,未来将赋能昊铂与埃安两大品牌车型,广汽埃安整体销量有望得到进一步扩大。
除了销量层面的裨益,对于广汽埃安来说,P58微晶超能电芯实现投产,意味着广汽埃安在电动汽车核心零部件层面实现了“电池自由”。不仅货源无虞,还可以更精准地适配广汽埃安旗下车型。掌握了这项核心技术,广汽埃安在新能源赛道头部阵营的地位也愈加稳固。将来,随着电池技术更加成熟、产能逐渐稳定,弹匣电池也有可能向其他车企供货,类似比亚迪做电池的发展方向。
量产搭载65万辆车,零自燃背后的秘密
当然,技术研发完成,落地环节也至关重要,这是把技术照进现实的关键一步。
在制造过程中,辊压、切叠、焊接等质量的精度控制,都会直接影响电池的安全、能量密度等关键性能。因此,因湃电池智能生态工厂在立项之初,就把先进制程工艺开发放到与先进产品开发同等重要的地位。
为了实现P58微晶超能电芯的规模化、高品质量产,因湃电池智能生态工厂开发了三大工艺制造群,包括超薄箔材、超高稳定性、超高压实极片智造技术;大尺寸极片的高速切叠技术以及超薄、超长电芯高度集成封装技术,整体控制精度等较行业平均水平能够提升30%以上。
基于三大工艺制作技术群,因湃电池智能生态工厂还利用大数据、AI等先进技术赋能,树立了电池工厂的五大标杆,重新定义TWh时代锂电智造新标准。
作为全球首个极致工艺安全标杆工厂,因湃电池智能生态工厂以防止电芯热失控为根本,建立制程安全控制标准,从制度上保障工艺一致性,做到极片“零”异物、“零”毛刺,强化极限检证,提升产品安全性。
目前,广汽埃安旗下产品均使用弹匣电池,量产搭载超65万辆车,能做到至今无一例自燃,上述安全控制标准正是背后原因。
为达到航空级的质量要求,因湃电池智能生态工厂通过超高水平工艺设计,打造先进的智能化产线,实现了超高精度检验,也让其成为了全球首个航空级质量标杆工厂。
2022年1月至2023年10月,广汽埃安从埃安APP上收集了车主相关信息共计20多万条,形成了《近百万车主口碑报告》。这份报告显示,“品质最好”“最安全”和“最保值”是用户口碑中热度排名前三的关键词。
可见,广汽埃安在生产制造环节制定的每一个标准,都在用户终端得到了不错的反馈。
根据官方介绍,因湃电池智能生态工厂也是全球首个超高效柔性标杆工厂,拥有电芯秒级生产节拍(<2s/支),和全球最高的6GWh单线产能;可实现全系列产品混线生产,电芯小时级换型,PACK无缝换型,产能切换损失降低90%以上,做到了极致效率和超高柔性深度融合。
这意味着,因湃工厂能发挥出最大的生产效率,同时可有效降低生产成本。据广汽埃安工作人员向《证券时报》透露,钠离子电池、全固态电池等多种电池可在该工厂产线实现量产。
因湃工厂的智造基因还不止于此。
在数字化应用方面,因湃电池智能生态工厂采用云原生技术架构,以数字孪生、数据驱动和数智决策为具体抓手,设置了超1.5万个数据监控点,实现研、产、供、销全业务领域数据拉通和覆盖,在有效提升运营效率和研发迭代速度的同时,还减少生产浪费和工厂综合能耗,为数字原生智造工厂提供了一个很好的示范。
衡量一台电动车是否真的绿色环保,往往还要追溯其整个生产流程。具体到动力电池也是如此。因湃电池智能生态工厂通过绿电、节能、废料再生三大举措,打造了全球领先的低碳环保标杆工厂,每年能够减少二氧化碳排放超2.5万吨,相当于年种植超252万棵树。从生产源头实现绿色,这也体现了广汽埃安的企业社会责任感。
总结来说,因湃电池智能生态工厂可以实现人员价值最大发挥、0缺陷智造、生产效率大幅提升、库存率大幅下降,实现更极致的效益以及成本最优化。
未来的竞争,不只是比整车产品
在因湃电池智能生态工厂竣工之前,广汽埃安在能源生态产业链已经进行了一系列布局,比如成立能源科技公司,构建充、换、储能源补给生态和电池循环利用生态;仅一个月之后,又设立电驱科技公司,在电动车另一关键零部件上实现了自研自产;追溯到动力电池的上游,广汽埃安也有所涉足,2022年8月,赣锋锂业与广汽埃安签署《战略合作协议》,根据协议,双方将建立长期战略合作关系,从新能源动力电池最上游材料端展开合作,持续探讨在锂资源开发、中游锂盐深加工及废旧电池综合回收利用各层面的深入合作。
随着因湃电池智能生态工厂竣工,广汽埃安已全面打通上游原材料、研发、制造、电池回收及梯次利用在内的能源生态产业链布局,完成能源生态的核心拼图,正式成为一家能源公司,同时也成为全球极少数实现电池全栈自研自产的主机厂。
如果仔细研究其他头部新能源车企的商业版图,会发现巨头车企们都不是简单的汽车制造商,而是与广汽埃安一致,在能源生态领域实现了全产业链布局。
那么,头部车企为何都热衷于做能源公司?
在2023年《财富》世界500强峰会上,广汽集团总经理冯兴亚指出,“目前我们要进入的领域,包括能源生态的布局能力。尽管现在电动车这一趋势还不是很明显,但下一步新能源汽车的竞争一定是能源生态的竞争,大家都有车,但是补能的便利性有差别。”
也就是说,提早布局能源生态,其实是对新能源赛道的竞争趋势进行了预判,为未来赛段提前打基础。当整车产品逐渐趋向同质化,车企要比的,就是谁能为消费者提供更便利的补能解决方案。
冯兴亚表示,打造产业链生态是广汽集团要建设的三大生态之一,新能源汽车的三电(电池、电驱、电控)、智能网联的软件编辑、汽车电子电气架构和软件能力、整车平台的开发和集成能力,都需要牢牢掌握在自己手里。
按照规划,广汽埃安未来将以因湃电池智能生态工厂为核心,围绕“电+电池”构建包含光储充换能源补给网络、能源网自动驾驶、电池梯级利用、电池银行等业务的能源生态,进一步提升效益新空间。
转型之后,广汽埃安将成为新能源领域一个全能型选手,其未来发展的想象空间也吸引了不少投资人的青睐。
一年前,广汽埃安成功完成了182.94亿元的A轮融资,成功引入以人保资本、国调基金和深创投为代表的53名战投者,投后估值高达1032.39亿元,成为国内未上市新能源车企估值最高的企业。今年7月,在中国新能源汽车第2000万辆下线活动上,广汽埃安总经理古惠南曾表示,IPO事宜正在按计划推进,最快可能在2024年顺利完成。
一转眼,2023年已所剩无几,2024年,汽车行业尤其是新能源赛道,势必将迎来更为激烈的竞争。随着广汽埃安补足能源生态产业链的最后一块拼图,新能源“一哥”也迎来一位有力的竞争对手。技术狂飙之下,格局震荡、座次更迭,可以预见的是,新一轮洗牌即将开始。