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推出魔方电池,上汽布下换电大局

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规模制胜的赛道上,谁都想做大一统的“武林盟主”。

6月13日,上汽集团首款全球车——MG名爵木兰举行了首发亮相暨技术沟通会。但发布会上除了木兰还有另一位主咖:魔方电池。甚至从内容比重上,魔方电池才是这场技术沟通会的主角。

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“MG MULAN的绝活是什么?“上汽数据业务部副总经理、乘用车公司首席数字官(CDO)兼MG品牌CEO张亮表示:“我们认为它最大的特点还是在电池架构的特征方面:(魔方电池)标准化的ONE PACK使我们(的车)能兼容50度电到100度电以上的电池。

(由此)我们能够实现的就不仅仅是换电作为补能的举措,更大程度上解决了我们对车使用模式的变化,以及对产值的彻底解决。

远有蔚来换电电池,近有宁王的“巧克力”。逐渐热起来的换电赛道上,上汽的魔方电池会是有竞争力的一员吗?将适配上汽全自主品牌的魔方电池为何配合木兰而非智己等高端品牌进行发布?上汽的换电生态前景如何?

01

标准化的魔方电池

上汽魔方电池的着力点在“ONE PACK”这一标准化上,同时具备“超薄、纯平”的特点。

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(1)标准电池包,高度不同

魔方电池是一款标准电池包,长宽统一,高度略有差别。电池包的长和宽是固定的——1300mm*1690mm;高度有三种:分别为110mm、125mm和137mm。

其电池包采用LBS躺式电芯和先进CTP技术(Cell To Pack无模组技术),电池整包厚度低至110mm,整车空间利用率更大,同时能将电池能量密度做到180Wh/kg,效能得到大幅提高。

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长宽一致,三种高度规格的魔方电池

该电池包电芯可以采用不同化学体系,低能量密度体系的磷酸铁锂、钠离子、M3P等不同材料;中密度体系的三元电池5系、6系和高镍三元都兼容;高能量密度体系中硅碳负极、半固态都在可应用范围之内。

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魔方电池可应用多种不同的材料体系

根据不同材料体系,上汽的魔方电池包电量可以覆盖44—150kWh范围,适应A0级到D级车型。为了实现快换,电池包的快换机构、高低压接口和快换冷却接口都在统一位置。

(2)电芯躺式布局

根据上汽集团副总工程师、捷能公司总经理朱军介绍,躺式布局主要有三大亮点,超高集成度、超长寿命和“零热失控”安全防护。

一是,躺式电芯最大的特点,就是超高集成度,即电池包空间利用率大幅提高。立式电池在高度方向上利用率并不高,一般都会被电芯壳体的顶盖厚度、顶盖底部到隔膜的距离、底托片厚度等占据。

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立式电芯

躺式电芯不同,电池包高度方向得到了充分利用,电池中活性材料的占比大幅提升,体积利用率则大幅提升。

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躺式电芯

此外,采用躺式电芯后,可以最大程度节省隔热材料的应用。例如以前,需要用6片隔热材料的,现在仅用2片就够了。“绝大部分空间都可以用来容纳有效的电化学材料。”朱军介绍道。

图片立式电池隔热(左)与躺式电池隔热

朱军说,以上汽435公斤的魔方电池包为例,“市面上同等电量的电池包,比我们重了100多公斤。”

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魔方电池与其它主流电池的性能对比

二是,有利于电芯的长寿命。上汽通过重新设计电芯和电池包,使得躺式电芯可以做到100万公里的续驶里程。

电芯层面,上汽采用独特的电芯电解液引流设计,使电解液流通更加顺畅;电池包层面,采用弹性自适应束缚,保障了电芯全生命周期最优压力设计。两者协同作用,使电芯锂离子移动不受阻,大幅减少活性锂的损失,最终达到电芯高寿命的目标。

三是,零热失控。躺平的电芯可以上下之间不隔离,以牺牲上下电芯为代价,通过左右用更厚一些的隔热材料,背后则是立式冷却结构,打造出一个相对隔离的空间。这个空间使既能做到电芯的有效隔热,又能提升电池包的空间利用率,从而实现“零热失控”的目标。

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魔方电池的冷却\隔离结构

总结来看,魔方电池最大的特点,就是通过躺式电芯将电池包的厚度做薄,电池包内部的空间利用率进一步得到提升。

当然,超薄电池也有附加好处,车辆实现超低质心高度,且质心分布均匀,能够有效抑制车辆高速行驶中的侧倾,在极限驾驶过程中,车身的控制做得更好,让操控更纯粹。

躺式电芯并非上汽的原创。

朱军向《电动汽车观察家》表示,宁德时代此前也探讨过躺式电芯布局,但由于结构与冷却等方面的挑战太多就停留在概念层面。“这次我们和他们合作,一起奋斗了二年多解决了这些问题。”

魔方电池是上汽与宁德时代深度合作的产物。其中电芯的知识产权在宁德时代,授权时代上汽生产。魔方电池所有系统的知识产权则全在上汽。两者关于CTP概念技术有使用框架协议。

02

一切为了通用性

近两年,电池开始开启标准化的进程。去年,大众集团率先提出了标准电芯的概念,开启了电池标准化的第一步。

中国电池企业和车企,则更热衷于推动电池包的标准化。上汽不是中国第一家发布标准电池包的企业。蔚来三种电量的电池包,可以互换。宁德时代的“巧克力换电块”,则是尺寸、电量都一致的,更为标准化的电池包。

标准化首先帮助昂贵的电池生产降本。

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大众电池日——标准化电芯降本50%

去年3月,大众集团在“Power Day”上提出,大众旗下的80%的车型能够应用标准化电芯,20%的车型应用独立的专用电池设计,这样能实现规模化效益。

大众计划从设计、制造、材料等方面降低成本,具体分解的降本目标是,电芯设计上降低成本15%、制造过程降低10%的成本、电极成本降低20%,在电池系统方面也有5%的成本降低空间,最终可将电池成本降低50%以上。

当然,大众具体的降本方式没有具体透露。

电池包层面,大众没有提到标准化,应该是根据车型灵活掌握。

上汽的魔方电池包,由于电池包的厚度分为3个尺寸,电芯的厚度大约也会有对应的3个厚度尺寸,在电芯层面做到了一定程度的标准化。

今年1月,宁德时代推出换电产品——“巧克力换电块”。这是一个标准电池包,带电量26.5kWh。

根据宁德时代介绍,“巧克力换电块”的重量能量密度超过160Wh/kg,体积能量密度超过325Wh/L,单块电池可以提供200公里左右的续航。

宁德时代的“巧克力换电块”从电芯到电池包的尺寸都是统一的,标准化程度最高。

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宁德时代巧克力电池

标准电池包是大规模通用型换电模式的基础基础。

与宁德时代巧克力电量和尺寸固定不同,上汽的魔方电池包尺寸固定,但电量颇为灵活,涵盖40—150kWh。技术上,不同高度的魔方电池包也可以做到互换。

在车型覆盖上,朱军向《电动汽车观察家》表示,上汽魔方电池将首先落地在上汽集团内品牌车型上,包含荣威、MG、智已、飞凡和大通的新产品。

宁德时代的“巧克力换电块”则是在全球范围内适配。根据宁德时代的设计,“巧克力换电块”可以适配全球80%已经上市以及未来3年要上市的纯电平台开发的车型。而且,“巧克力换电块”不仅能用于乘用车,也能用于物流车。

03

“加油站式”上汽换电

对标准化和通用性的追求不止于电池技术本身。

张亮简述了MG以及上汽所计划的换电生态将如何改变现在的新能源产业体系。

第一是将换电作为补能的模式,两分钟完成相比15-20分钟的快充模式更符合消费者的用车习惯;

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第二是用户多样化的选择权。

上汽的换电可为用户提供日常短续航低租金,远途长续航短时高租金的便利模式。而且基于魔方电池尺寸一致的特性,其将“在任何一个换电站里都可以通过最快的时间完成切换。这巨大的模式差异将带来生活方式和用车方式彻底性的变化。”

第三是对新能源汽车残值评估方式衡量体系的变更。

张亮表示,新能源汽车残值的挑战本质上来自于电池技术的变化。电芯配方的技术路线尚且固化,导致“老”电池很容易被淘汰。“但是基于魔方电池的ONE PACK,我们可以不断升级这块电池。整车本身的外壳价值没有太大的降低,而电池通过维护能够获得持续的生命力。”

“若干年以后你可以看到上汽的这些产品它的残值能力一定是通过换电体系的运作,一定是在整个市场上最有竞争力的。”

从中不难发现,除换电带来的补能速度提升、里程选择多样性和电池维护等普遍优势外,上汽正试图打造一个“在任何一个换电站都可以”的,更具通用性的换电生态。

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上汽官方表示魔方电池具有更高的通用性

“我们的思考是要一个换电站能够服务所有的车,这个理念被现在的石油公司实践了,它认为加油枪,顶多分一分92号还是95号油。”朱军表示:“我们现在也是分一分厚度不一样,但是可以在同一个设施上进行换电。”

“所以关于换电技术和换电网络,以及后面的车电分离的租赁、融资模式我们很快就会宣布,都是重量级的几家公司一起来参与做这件事。”

这一“加油站式”的通用性换电设想,超越了蔚一品牌一套专用设备的模式。

今年2月,宁德时代发布了巧克力电池,并在两个月之后于厦门启动了适配巧克力电池的EVOGO(乐行)换电服务,其将率先面向运营车辆。截至目前,EVOGO支持一汽奔腾NAT、爱驰U5(2022年底上市)两款车型。

图片应用宁德时代巧克力电池的EVOGO换电站

巧克力可以适配绝大部分车企车型,车企适配宁德时代巧克力的意愿到底如何还没有答案。

但基于魔方电池中上汽与宁德时代的深度合作,以及“重量级公司”的表述来看,上汽的魔方倒有可能成为EVOGO在巧克力之外,适配的另一款电池。

毕竟两者的目标一致:高度的通用性与高度的规模化。

04

为何首搭MULAN?

换电模式仍是以规模致胜的逻辑。

中信证券的测算显示,乘用车换电站单站投资额约为490万元,其中换电设备投资约占一半。换电站盈亏平衡点对应20%左右的利用率,即每天服务60辆车。每天服务100辆车时,单站净利率约为18%。由此,投资回报周期在5-6年左右,不比当下一个热门品牌4S店的回报周期短。

而盈亏平衡点的60辆车/站目前还很难达到。

《电动汽车观察家》此前走访北京亦庄的奥动换电站了解到,即使是专门服务出租车的该站,每天的服务车辆也只在20辆左右。

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资料来源:中信证券研报统计

而且,相比快速增加的换电站玩家,换电车辆寥寥可数。较成规模的只有蔚来5款,枫叶两款,以及风神E70北汽EU5、EU300三款面向B端市场的车型。

上汽的加入,将在规模化上彻底改变现状,也成为其换电商业模式的基础。

可快换的魔方电池将覆盖上汽所有的自主品牌。按照计划,至2025年上汽集团将在全球实现销售超840万辆(测算得来)。其中,自主品牌占比超过55%,智能电动占比达到20%。这意味着92万辆左右的上汽自主智能电动产品。

相比之下,去年蔚来的销量是9.1万辆。

尽管目前尚不清楚魔方电池的占比。但在上汽的七大技术底座中,“平台化魔方电池系统”占有一席之地,且是唯一的电池基座,可见其未来在上汽体系内的比重之大。

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而且,MG MULAN将成为魔方电池规模化落地的首个重要渠道。

我们希望它(MULAN)能像大众高尔夫一样,是一款在全球足够有影响力的车。不仅体现在产品特征上,还体现在销量结果上。”张亮表示,MG MULAN在纯电领域与大众ID.3的定位比较接近,将率先在欧洲上市。

外媒的数据显示,大众汽车ID.3 2020年和2021年在欧洲(含英国)销售5.5万辆和7.3万辆。今年前四个月,在欧洲销售了近1万辆。

去年,MG新能源汽车在欧洲(不含英国)销量达3.3万辆。今年前四个月,累计销售1.4万辆,继续站稳中国品牌第一;其中纯电车型在英国销量排名第9,也是前20榜单中唯一中国品牌。

而在上汽的海外战略中,2025年其将在欧洲市场销售达到30万辆,实现盈利。其中新能源车占比在70%-80%,即超过20万辆。

MG MULAN能否但此重任?

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张亮表示,MG MULAN是MG重回新能源赛道的全新呈现,有上汽乘用车的“三个首次”:上汽集团“星云平台”的首次落地,上汽“魔方”电池的首次应用,全新超级电驱驱动系统的首次搭载。

在此技术基础上,MG MULAN由上汽全球化设计团队操刀,以欧洲五星安全标准研发,引入全球最严苛环保标准,“MG MULAN就是以欧标品质,为全球市场而来,担当真正意义上的‘全球车’”。张亮表示。

MG MULAN实现3.8秒破百,轻松跑进“3秒俱乐部”;5.3米的转弯半径,让操控更灵活;50:50前后轴荷比,加上优于主流合资品牌的490mm超低质心高度,打造出面向德国消费者偏好的强操控性能。

在全球品牌声誉和销量之外,MG MULAN还有另一层想象力。2025年在55%的自主销量之外,上汽体系下的奥迪、大众、通用也正在进行着激烈的电动化转型。如果魔方电池通过MULAN在欧洲老家得到验证,是否能在中国进一步扩大其品牌应用阵营呢?

——END——

来源:第一电动网

作者:电动汽车观察家

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/177521

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