電池方案的源來潮向

文 /

進入2021年前后，各大主機廠的2022年電動產品的電池方案先后曝光。這其中，包含傳統主機廠。《汽車人》看到，主流高端產品的規劃方案，已經到達110kWh一線。它表明傳統主機廠正在跟上新的產品節奏。

兩年來，電動車開發周期，已經被新勢力永久改變了。全新產品從動輒五六年的開發期，縮短至兩三年。在統一車型平臺下，開發周期甚至被壓縮到兩年。這就是為什么傳統主機廠都大談研發轉型、靈活制造、項目制、扁平化指揮，都是為了適應更快的開發節奏。

傳統主機廠此前驚訝地注意到，新勢力一年能推出多款新車。傳統主機廠當然能推出更多的新車，但是它們從屬于多個并立平臺、多個研發項目、多條產品線；而新勢力往往只有一個平臺，一條研發線。這就意味著，在電動平臺上，已經實現了標準化設計。

模組進化路線的爭奪

電池動力方案的創新，被迅速“標準化”，這是業內的新趨勢。盡管新勢力加快了研發周期，但德國的幾大傳統主機廠，仍然掌握著標準制定的制高點。VDA是“德國汽車工業聯合會”的縮寫。VDA電芯標準尺寸，其實就是模組標準。

盡管整個歐洲的電芯生產拉胯，但不妨礙他們在2018年就向國際標準化組織申報了電芯尺寸標準（即VDA）。盡管中國早于VDA制定了標準，但應者寥寥。蔚來在新勢力中比較早進入車型研發，當時ES8就采用的355模組（VDA的一種）。

德國人的優勢，并非單純來自“標準卡位”意識。因為他們在電池單體-模組-電池PACK之間，找到了一系列工程優化方案。其本質是工藝創新。

簡單說，德國人發現，盡管車型平臺不同，每輛車可以利用的、可供電池安裝的底盤位置，是有共性的。最大限度利用空間的原則下，模組尺寸和擺放方式，只存在有限的幾種可能

車企希望借助電芯標準化，實現規模，降低成本。這與電池供應商利益一致。后者更愿意產品封裝種類盡量地少，降本增產。

當然，電池供應商生產的電芯尺寸，目前難以統一。車企們先致力于模組的標準化，放棄對電芯做統一規定。

最早的“355模組”，就是依據單一模組長度為355mm來起名字的。這種模組也是國內此前應用最多的模組規范

“355模組”對空間利用不足（放3個空間富裕，4個放不進去），于是“390模組”出現。軟包模組就是那會兒大行其道，LG化學崛起，多少借力這一點。捷豹I-PACE采用“355模組”，奧迪e-tron則采用“390模組”。

大眾的MEB是標志性的平臺，“590模組”（MEB為兩個“590模組”橫放）出臺。

寧德時代和比亞迪則更進一步，將兩個模組連在一起，成為一體，CTP(Cell to Pack，將電芯-模組-整包簡化為電芯-整包，去除模組狀態)和刀片電池誕生，模組實際上消失了。

這樣一來，盡管德國人搶了先機，但2年后優勢重新回到中國人手中。

VDA系列模組都在寬度上做文章。特斯拉的貢獻，則是將Model 3電池模組縱向擺放，其實也可以理解為某種CTP。這里面很大程度上依賴于寧德時代的貢獻。

這一輪PACK內模組集成技術的演化，已經形成三種不同的技術框架。看似只是簡單的尺寸和擺放，實際上涉及復雜的隔熱、供電、排氣、BMS等功能，里面要考慮的工程問題很麻煩。

110度電成為高端車標配

依賴模組設計進化，在電池單體能量密度遭遇瓶頸的情況下，體積能量密度能夠繼續拉高。2022年的高端產品，已經在圍繞110kWh（度）電池PACK做方案了。這些方案，通常在2020年敲定，從去年底到今年，逐漸為外界所知。

奔馳最新發布的E Q S，搭載108kWh電池PACK，表明奔馳的旗艦產品，已經重新站到業內前沿。

奔馳將EQS電池PACK分為12個模組（每個9kWh），方殼電芯，“準590模組”。

多了一個“準”字，是因為EQS模組結構與大眾MEB（大眾ID.4為83.4kWh）相似，但在“590模組”上加寬了一圈。同時，每一個模組都自帶一個CMU（電池管理子系統）。

兩者都采用NCM811電池（鎳含量高達80%）。鎳含量越高，能量密度越高，代價是理論上熱失控風險越大。當然，EQS底盤尺寸更大，這讓EQS設計更充裕。為了限制熱失控，EQS采取了大量熱隔離措施。

這也是兩者都采用方殼電池的原因之一。如果隔熱措施繼續提升，可能要回到“高壓5系”的老路上去。所謂“5系”，指的是523電池方案（鎳占50%）。

2022年奧迪e-tron中國大電量版，也采用“590模組”。而寶馬早在2017年就規劃了第五代電池模組技術，其中分為30e（60kWh）、40e（90kWh）和更高級的50e（120kWh）。當時電池的能量密度還不支持寶馬的想法，但如今時機成熟了。2022年準備量產的i7就是50e技術，12個模組（每組12電芯），590模組（大概率）。

而特斯拉更新的Model S/X也將采用110kWh模組方案。

其中吉利剛剛公布的極氪Zero，采用的則是兼容800V高壓CTP方案，達到110kWh，很可能采用“5系”電池方案。

需要指出，無論方殼，還是圓柱，都有方案能夠做到110kWh左右。特斯拉是圓柱電池的代表，但也嘗試了寧德時代的CTP設計。

如今，寧德時代儼然成了方殼方案的領軍者。蔚來、領克、紅旗，都采用590模組的方殼方案。

通用、本田北美則堅定地與LG合作，繼續采用后者的軟包方案，目前只能做到100kWh。和方殼熱隔離能堅持更長時間相比，在模組持續變大的過程中，軟包更難做熱隔離措施。所以，軟包在110kWh競爭中暫時落后。

而悍馬皮卡的電動版也采用軟包，雖然容量高達200kWh，但是它是通過做兩層電池模組（比590模組還要長），單層100kWh。這種特殊設計，依托悍馬超大底盤空間，其他車型難以效仿。

現在電池容量的競爭，局面日益清晰。對于當前市場電動車而言，85kWh以下的方案，仍是主流，但是高端競爭已經抬升到110kWh。這一部分市場，將從性能車、超豪華車逐漸擴展到家用高端車。一線廠商如果還想保持“前沿存在”，都必須最晚在今年準備好對應技術方案。

這其中，電池供應商逐漸從主機廠手里奪取了技術標準制定權，并引領了模組和PACK工藝迭代；主機廠則日益仰賴供應商的方案，才能保持高端產品競爭地位。