天天看點

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

作者:網際網路資訊最前沿

導讀:

10月28日,在蜂巢能源科技有限公司金壇工廠内部代号為“l600”的長薄型磷酸鐵锂電池正式量産下線,具體型号為lfp184ah。采用蜂巢能源一貫的疊片工藝,能量密度、循環壽命、快充等性能上都有明顯改善。蜂巢能源在2019年4月的上海國際車展上就展出過這款電池,l代表long cell, 600代表600mm的長度。筆者在現場看到這個600mm長的薄形電池在磁懸浮物流線飄然而至時, “6條”一詞脫口而出,我覺得比任何一種命名都直覺好記比較喜氣,和長城汽車的大狗好貓的命名如出一轍。最後是否選用我比較喜氣的“6條”命名還是以蜂巢能源官宣為準。

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

蜂巢能源在業内一直以“三元方形鋁殼、疊片工藝、無钴、車規級智能制造”著稱,然而最近蜂巢接連在磷酸鐵锂方向發力,除了推出“6條”磷酸鐵锂電池外,傳統方形磷酸鐵锂電池也開始對外供貨了,這是為什麼呢?帶着這樣的疑問,我實地考察了蜂巢能源内部代号“l600”電池的電芯與電池組生産過程并訪談了蜂巢能源研發與制造一線工程師,了解實際情況後,聯系我對企業創新發展的了解撰寫此文,以供業内人士研究參考。

“6條”磷酸鐵锂電池的具體性能特征及優點

喜稱“6條”的l600磷酸鐵锂電芯長薄化設計,突顯疊片工藝電池優異性能,支援切換590标準模組,實作串并聯方案靈活變化,以高标準化、靈活性的特點可最大化降低電池包的設計難度,這跟麻将的“6條”比較好碰好胡特征特别像。

基于該電芯,可廣泛适配以大衆meb标準模組為代表的全新純電動平台車型,實作大部分車型500km以上續航裡程。與此同時,兩側出極柱的電芯設計,可支援電池成組環節采用上下雙水冷技術,實作比較好的快充性能,滿足800v高壓電氣架構高端車型應用,同時與ctc全新技術具有更好比對性。

喜稱“6條”的l600磷酸鐵锂電芯在安全性、循環壽命等表現上都有非常明顯的優勢。蜂巢能源技術人員介紹,該電芯通過尺寸優化設計,長度增加,厚度減薄,在散熱、膨脹、能量密度上更具優勢,同時本身還可以作為結構件,增強電池系統結構強度。l600磷酸鐵锂電芯已全面通過過充、撞擊、震動、跌落、短路等系列安全性能測試,尤其是順利通過了針刺試驗,充分證明了産品的高安全品質特點,總體性能表現明顯優于國家标準。此外,在循環壽命方面,單體電芯循環次數超過4000次,第一代産品已具備超長循環壽命,質保期可達8年15萬公裡。

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

喜稱“6條”的l600磷酸鐵锂電芯量産後,蜂巢能源基于該電芯的矩陣電池包也将進入量産倒計時。該款電池包基于l600磷酸鐵锂電芯,整合了電池恒溫和低溫續航無衰減等核心技術,采用ctp的全新電池成組方案,在整體性能上有非常明顯的提升。相較于傳統模組電池包,其空間使用率可提高17%,體積能量密度提升30%,成組效率增加12%,能量密度增加9%,整包帶電量增加24%,電池成組零部件則減少20%,電池系統總成本降低10%。

喜稱“6條”的l600磷酸鐵锂電芯結合矩陣式結構設計,電池包體積成組效率達到48.55%,比傳統電池包的利用空間更加合理,可以幫助車企以更低的成本獲得500km以上的續航裡程。得益于蜂巢能源設計的超快加熱速度以及保溫技術,0-80%soc快充時間可以控制在45min以内。電池包結合整車餘熱回收功能,能夠節省10%的電量,進而提高車輛在低溫下的續駛裡程,延長冬季續航裡程。

蜂巢能源通過自主創新,推出l600磷酸鐵锂電芯和磷酸鐵锂矩陣電池包,目前申請專利總量超過100項,進一步打破了現有性能的邊界,将成為國内外車企的新選擇。

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

“6條”磷酸鐵锂電池的制造與傳遞

長薄電芯面臨的最大問題是良率的控制和大規模制造的效率問題。蜂巢能源介紹,相比其它長度,喜稱“6條”的l600磷酸鐵锂電芯在長短之間找到了一個相對平衡點,不僅在通用性、适配性方面表現優異,且在良率控制和大規模工業化量産方面優勢明顯。

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

相比目前主流的電芯規格,長薄電芯的制造的确難度更大。為了保障l600電芯的規模化生産,蜂巢能源基于車規級ai智能動力電池工廠,在制造環節還做了一系列優化和更新。在目前主流電芯制造的物流線上,一般采用皮帶物流線,蜂巢能源針對l600電芯的結構特點以及産品品質考慮,導入了磁懸浮物流線技術。

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

喜稱“6條”的l600磷酸鐵锂電芯的單極組重量約1.3kg,極組主體長度尺寸559mm,重量、長度尺寸約是其它極組的1至2倍。是以其極組對疊片至熱壓轉運過程中極組對齊度的保證要求更高,傳統的皮帶物流線很難勝任要求。蜂巢能源技術人員介紹,針對上述情況,l600磷酸鐵锂電芯疊片至熱壓物流方式采用了磁懸浮物流線,來保證産品品質要求。相比于傳統皮帶物流線,磁懸浮物流線傳輸效率更高,可以達到皮帶物流線的6倍,同時,磁懸浮方式小車的加減速更加均勻,極組對齊度更易保證。此外,磁懸浮采用潤滑滾動,相比于皮帶線的滑動幹摩擦,可以減少異物,且一緻性更高,無碰撞問題。

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

對于長薄電芯而言,組裝環節的焊接也是一個棘手的難題,蜂巢能源技術人員介紹,長薄電芯電芯為長條結構,變形量大,焊接難度高。針對l600磷酸鐵锂電芯特點,在電芯頂蓋周邊焊接采用側縫連續焊接技術,該技術采用電芯旋轉+雷射出射頭關聯,同時在r角位置減小雷射能量密度,實作了頂蓋側縫的連續焊接。相較傳統拼接焊,連續焊接的焊縫品質一緻性更有保障。另外再導入環形光斑,在提高焊接速度、效率的同時,減少焊接過程異物的産生。

從“6條”電池看蜂巢能源的創新

基于l600磷酸鐵锂電芯的産線優化不止于此,蜂巢能源介紹,為了保證高品質高效率的生産,其在現場管控做了很多的措施,這包括導入極組入殼前少抓取設計、防止劃傷和過程變形的設計等,在基于車規級ai智能動力電池工廠的各項标準,最終保證了l600磷酸鐵锂電芯的規模化量産。

一、總結“6條”磷酸鐵锂電池的創新點

1. 靈活性、廣泛的适配性:目前純電動汽車電池整包的寬度一般是1300左右,橫向放兩個600正好,長度正好可以替代590标準模組,這樣可以輕松相容新研發底盤和替代傳統meb标準模組底盤。

2. 電芯設計可以支援電池成組環節采用上下雙水冷技術,實作更好的快充性能,為高壓平台快充做準備。

3. 規模化制造中的創新技術的應用——高速疊片、磁懸浮物流線、頂蓋側縫焊連續焊接等,品質是制造出來的,不是檢驗出來的。

二、蜂巢能源技術創新的節點

關于企業創新,蜂巢能源董事長楊紅新談到:創新分為颠覆式創新和傳統創新,颠覆式創新往往發生在主流技術路線的邊緣,找到一個新的增長點創造第二曲線。幾乎所有巨大的突破和創新,都産生在一些邊緣地帶。什麼是邊緣地帶?動力電池市場主流是三元和磷酸鐵锂,但是在一些它們介入不深的地帶我們找到了新的切入點,進而誕生了無钴電池、l600長薄電池,形成了新的增長點,我們稱之為颠覆式創新或者第二曲線創新。夯實像磷酸鐵锂和三元這樣的原有主航道,把它做大做強,然後快速開啟第二曲線。蜂巢既要堅持鐵锂和三元,持續微創新和強化,将疊片工藝、ctp等切入到生産中,又要快速地把無钴、l600長薄電池放大量産,是以我們是兩條曲線同步的推進,創新的推動。

三、蜂巢能源創新的管理學思考

企業的成長可以看成是一系列增長曲線的集合,一條條的增長曲線加起來就是一個企業的成長曆程。讓我們回顧複盤蜂巢能源的産品創新曆程,發現蜂巢能源主要在經曆三個産品創新波次,第一波次是客戶需求驅動的,抓住了長城歐拉客戶需求驅動的機會。第二波次是電池技術的多樣性引發的。第三波次又是客戶需求驅動的,全球關鍵客戶的不同需求。

第一波次:蜂巢的目标是進入國内動力電池前十名,既然滿足最熟悉最親近的客戶就可以達成目标,幹嘛舍近求遠呢?首先滿足長城歐拉電動車的需求是主要驅動力。那麼當時長城歐拉用什麼樣的電池,快速研發生産可替換産品就是首選,這也就是楊紅新董事長說的第一曲線。

第二波次:長城歐拉好貓的暢銷吸引動力電池頭部企業不斷提供最新産品、蜂巢能源前期市場推廣獲得新的客戶需求、外加國内外動力電池技術的不斷進步,這三者倒逼蜂巢能源研發疊代能力與高品質的制造傳遞能力建設(目前主要處于這個階段)。

第三波次:蜂巢的目标是進入國内前三,必須拿下全球國際大廠,争取三分之二的銷售來自長城以外企業訂單,滿足這類客戶的不同需求是主要内在驅動力(目前感受最深的是研發,其他部門還不太覺得)

任何先進的技術與産品隻有轉化為客戶的商業成功才能産生價值。目前蜂巢能源在動力電池領域還是追趕者,創新主要是緊緊圍繞客戶需求進行的。就好像說:蜂巢能源的戰車有兩匹馬拉着走,一匹是市場需求(也可以叫客戶需求)這匹馬,它是給你錢的,讓你活下來的;第二個就是技術這匹馬,它是幫你産生差別他人具有競争力的,讓你活好活長的,企業家就是要把握與控制好這兩匹馬。創新就像一個“孩子”,他有“母親”和“父親”。母親就是時代與客戶的需求,父親就是企業頑強的生存意識與組織能力。企業家審時度勢,洞察趨勢,敏銳感覺并果斷選擇機會,一定是做了一些與衆不同的事情,進而建構了屬于自己企業的獨特競争優勢,捕捉住了時代的機會,最終将機會轉化為财富。

德魯克先生告誡我們:

創新是否成功不在于它是否新穎、巧妙或具有科學内涵,而在于它是否能夠赢得市場。

(本文作者顧國洪系吉林大學青島汽車研究院副院長、中國汽車工程學會電器技術分會技術與标準專家組特聘專家,本文不構成任何投資建議或操作建議)

繼續閱讀