在全球范圍來看,松下的圓柱、LG和SK的軟包和CATL&BYD的方殼都是有演化路徑的,但是在國內來看,情況并不是這樣。
在2019年整體的裝機量62.38GWh里面,圓柱的不管是裝車數(shù)量還是裝車的電池量都是最少的。值得注意的是,隨著特斯拉的第一階段配套,松下和LG兩家的圓柱電池投入生產,圓柱電池在乘用車里面的比例也會上升。而國內的圓柱的企業(yè),很大一部分開始往細分市場方面轉,在電動工具、電動兩輪車、園林工具、智能穿戴、儲能細分市場,這些應用方面,圓柱電池相比與軟包和方殼,還是有一些優(yōu)勢的,這也是之前投入巨資圓柱電池企業(yè)能走的一條生路吧。
1)圓柱電芯的主要情況
圖1 中國的圓柱電池是處在最弱的位置
基于歷史原因,圓柱電池主要是用在純電動乘用車和純電動專用車兩個細分市場上,豐田用了一部分圓柱電芯用來做PHEV乘用車,但是這塊的使用絕對需求量比較少。
圖2 中國圓柱電芯使用去向
從供應商角度來看,國軒、比克和力神是國內主要的圓柱電芯的提供商,松下和它的合作伙伴聯(lián)動天翼也出了一些量。剩下的圓柱企業(yè),主要面臨著很多的客戶層面的問題。在補貼大幅退坡和宏觀經濟導致新能源汽車增長疲軟的大環(huán)境下,前期配套低端車型居多,圓柱電池很早就在價格層面有了很大幅度的下降,而且在低端乘用車專用車客戶拖欠貨款嚴重等情況下,讓很多圓柱電池企業(yè)被迫退出了這塊市場。
圖3 圓柱電池主要企業(yè)情況
由于我們主要關注純電動乘用車,所以主要還是純電動汽車,我們接下來看一下目前國內純電動乘用車所使用的純電動圓柱電芯的規(guī)格。
2)純電動乘用車使用的圓柱電芯的規(guī)格
在國內目前用的比較多的還是18650(從2.4Ah-3.2Ah)的規(guī)格,國軒推出32135的15Ah也占了很大的數(shù)量,還有就是一部分21700的(4.5Ah)電芯。
圖4 圓柱電芯規(guī)格占比
如下圖所示,在18650的規(guī)格下,能量密度的范圍拉得很開,不同的化學體系形成了不同的梯度,其中可以達到258Wh/kg;21700的規(guī)格國內也有不少企業(yè)在跟,但是這條路線并不是國內主流的客戶需求,其中最新的松下的21700電芯的能量密度為255Wh/kg。
圖5 圓柱電芯的容量和能量密度
圓柱電芯的主要問題,還是一致性需要很大的努力才能滿足要求。在集成方面,目前使用圓柱電芯的能量密度是可以超過160Wh/kg的。這里還是對于集成的工藝過程要求比較高,在批量化供貨和降低成本方面,圓柱在模組方面降低成本的空間比較有限。
圖6 圓柱電芯和Pack能量密度轉化圖
3)特斯拉帶來的變局
根據合格證數(shù)據統(tǒng)計顯示,12月份特斯拉國內工廠取得合格證車輛達928輛,配套電池企業(yè)為松下,隨著1月7日,國產特斯拉model 3開始正式交付,預期后續(xù)的量主要是LG的圓柱電芯。從長遠來看,在部分項目上還是可以一個選擇的,但是最大的挑戰(zhàn)還是成本。
表1 國外的幾家21700電芯
小結:整體而言,2020年中國新能源汽車市場將全面形成“外資+合資+自主”三股勢力共振的局面,從長遠來看,圓柱電芯還是可以作為階段性產品使用,在我們對比完軟包和方殼電芯的發(fā)展情況,可能可以仔細來判斷下整體的應用節(jié)奏。
文章來源:汽車電子設計