寶馬純電動(dòng)iNEXT

汽車(chē)電動(dòng)化了，得電池者得天下：電池成本可能占據(jù)汽車(chē)相當(dāng)大部分，又決定了汽車(chē)主要性能。如果汽車(chē)企業(yè)還只是做一個(gè)簡(jiǎn)單整合者，在這個(gè)蛋糕里面，還能切到多大一塊？

在電動(dòng)化上探索最早的豪華品牌寶馬集團(tuán)，把電動(dòng)汽車(chē)的命脈把握到自己手里。這表現(xiàn)在，寶馬不僅掌握電芯技術(shù)和生產(chǎn)的know-how，而且上溯到了重點(diǎn)原材料，直接采購(gòu)鈷和鋰。

“到2030年，我們將實(shí)現(xiàn)電芯的能量密度翻番，從而為我們的客戶(hù)提供兩倍的純電續(xù)航里程?！睂汃R集團(tuán)董事長(zhǎng)齊普策，11月14日在寶馬集團(tuán)慕尼黑全新電芯技術(shù)中心啟用儀式上如此宣告。

他有這樣的信心，因?yàn)樵撝行牟粌H研究電池，而且生產(chǎn)電池原型。當(dāng)天，《電動(dòng)汽車(chē)觀察家》參觀了寶馬電芯技術(shù)中心，并參加了三個(gè)電芯相關(guān)的workshop。我轉(zhuǎn)述一下所見(jiàn)所聞，供車(chē)企、電池企業(yè)和消費(fèi)者參考。

寶馬電芯技術(shù)中心原型電芯生產(chǎn)中的外殼安裝工位

1

電池專(zhuān)家

寶馬車(chē)聞名遐邇，說(shuō)是造車(chē)專(zhuān)家不過(guò)分，說(shuō)寶馬是電池專(zhuān)家，大家可能會(huì)有疑問(wèn)。

不過(guò)，你應(yīng)該聽(tīng)過(guò)這個(gè)故事。如今風(fēng)光無(wú)限的寧德時(shí)代，剛開(kāi)始做動(dòng)力電池時(shí)不知道怎么做，寶馬則拿出了800頁(yè)動(dòng)力電池需求說(shuō)明。

整車(chē)的性能越高越好，但是受制于電芯能力。電芯能量密度很大程度決定了續(xù)航里程；峰值功率很大程度決定了最高時(shí)速；使用壽命決定了整車(chē)壽命；電芯是整車(chē)能量集中區(qū)域，安全性?huà)煦^整車(chē)安全；電芯在不同溫度下的表現(xiàn)，則決定了整車(chē)在極端氣候條件下的表現(xiàn)，比如在寒冷的條件下，是否還能充進(jìn)去電，是否還能啟動(dòng)……

只有對(duì)電芯有深入的了解，才能提得出詳細(xì)的、并且可實(shí)現(xiàn)的需求，從而確保整車(chē)性能。為此，寶馬在這個(gè)電芯中心投入2億歐元，目前擁有200名電池專(zhuān)家。

寶馬這個(gè)電芯技術(shù)中心剛剛啟用，但這絕不是他們研究電池的開(kāi)端。寶馬對(duì)電池的研究和生產(chǎn)（非量產(chǎn)），至少有10年了。

他們的工作主要分成兩部分。首先是對(duì)電芯做分析研究，包括電芯幾大主材、電芯基本工藝和封裝模式。這讓他們應(yīng)用最新材料更有把握。以811高鎳三元電芯為例，盡管這一電芯是行業(yè)熱點(diǎn)討論的話(huà)題，被認(rèn)為是解決能量密度和降低成本的很好解決方案。但有把握首先將其付諸應(yīng)用的是寶馬。2019年3月，寶馬X1插電式混合動(dòng)力混合動(dòng)力里程升級(jí)版上市，采用了811電芯。這是全球第一個(gè)量產(chǎn)811電池。

寶馬電芯技術(shù)中心負(fù)責(zé)人表示，2020年，很多車(chē)企和電池企業(yè)都將跟隨啟用811電池。

在此前工作的基礎(chǔ)上，寶馬全新電芯技術(shù)中心的實(shí)驗(yàn)室，將繼續(xù)研究和分析，緊跟未來(lái)電芯發(fā)展趨勢(shì)。齊普策說(shuō)，“我們可以確定在哪些情景下應(yīng)該應(yīng)用怎樣的材料或何種電池技術(shù)，從而在進(jìn)一步推進(jìn)電動(dòng)化方面占據(jù)有利地位?！?/p>

其次是電芯的原型生產(chǎn)和測(cè)試。對(duì)于不斷涌現(xiàn)的新電芯技術(shù)，寶馬集團(tuán)的做法是自己做一下試試，從而確定是否可以大量生產(chǎn)。

在這個(gè)寶馬全新電芯技術(shù)中心，有一條完整的原型電芯生產(chǎn)測(cè)試線(xiàn)，并且兼容方形和軟包兩種封裝模式。

這個(gè)原型試制中心是認(rèn)真的。比如，811電池對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的溫度和濕度要求極高。產(chǎn)線(xiàn)上的工人有時(shí)必須穿著全身包裹的特殊制服，以避免人體干擾環(huán)境，而且兩個(gè)小時(shí)就得休息一次。

電芯原型的生產(chǎn)讓寶馬能夠全面分析和深入理解電芯的價(jià)值創(chuàng)造過(guò)程。有了對(duì)于電芯生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)，寶馬能夠具體調(diào)試電芯的化學(xué)成分、電池力學(xué)和電芯設(shè)計(jì)。未來(lái)，寶馬將能夠為電池供應(yīng)商提供電芯的具體規(guī)格和技術(shù)數(shù)據(jù)。寶馬集團(tuán)目前的電芯供應(yīng)商三星和寧德時(shí)代，以后都將從這個(gè)技術(shù)中心，領(lǐng)取規(guī)格和技術(shù)要求。

寶馬電芯技術(shù)中心的老化塔

2

未來(lái)動(dòng)力電池技術(shù)判斷：

對(duì)高能量電池有信心，

看好方形和軟包

相對(duì)燃油車(chē)，目前電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程仍然不夠長(zhǎng)，同時(shí)成本還比較高。因此，寶馬的電芯研究最主要兩個(gè)課題：提升能量密度，降低成本。

寶馬電芯研究方向

寶馬沒(méi)有透露提升能量密度和降低成本的具體目標(biāo)。只有齊普策提出的“到2030年，我們將實(shí)現(xiàn)電芯的能量密度翻番，從而為我們的客戶(hù)提供兩倍的純電續(xù)航里程。”

過(guò)去，寶馬采用的電池能量密度提升很快。以寶馬i3這款見(jiàn)證寶馬電芯應(yīng)用全部歷史的車(chē)為例，它分別采用過(guò)60Ah，94Ah和120Ah的電芯，能量密度節(jié)節(jié)攀升。

齊普策所說(shuō)的電芯能量密度翻番，是以現(xiàn)在新款i3的電池密度而言。根據(jù)新款寶馬i3在中國(guó)免購(gòu)置稅目錄中的數(shù)據(jù)，新款寶馬i3動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到152wh/kg。

如果2030年的目標(biāo)達(dá)到，系統(tǒng)能量密度要接近300wh/kg，這意味著電芯能量密度要達(dá)到375wh/kg左右。

寶馬電芯技術(shù)中心的電芯燃料電池技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人Peter Lamp，在回應(yīng)《電動(dòng)汽車(chē)觀察家》提問(wèn)時(shí)表示，2030年目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可能要用鋰金屬負(fù)極，電解質(zhì)則可能是固態(tài)的，而方形和軟包比較適合做固態(tài)電池，圓柱則不太適合。

如前所述，寶馬的原型電池生產(chǎn)線(xiàn)也是方形硬殼和軟包兩種方式。

寶馬制造方形硬殼電芯的原型

Peter Lamp的這一表述，和其合作伙伴寧德時(shí)代的電芯能量密度路線(xiàn)圖基本一致。目前的高鎳三元+硅碳負(fù)極，還能將現(xiàn)有能量密度提升一些，但即將遇到天花板。350wh/kg以上的就要用固態(tài)電池，通過(guò)高壓正極+鋰金屬負(fù)極實(shí)現(xiàn)。而更高的能量密度訴求，可能需要鋰空氣電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。

寧德時(shí)代能量密度路線(xiàn)圖

3

除非萬(wàn)不得已

否則不自產(chǎn)電芯

寶馬啟用電芯技術(shù)中心，又具備原型生產(chǎn)能力，使得在場(chǎng)媒體都關(guān)切寶馬會(huì)不會(huì)自產(chǎn)電芯。

但是齊普策和技術(shù)中心的各負(fù)責(zé)人，都非常明確表達(dá)：目前都沒(méi)有自產(chǎn)電芯的打算。

寶馬i3三代電池由三星提供

目前，在電芯方面，寶馬的主要供應(yīng)商是三星和寧德時(shí)代兩家。此前，在中國(guó)的寶馬新能源汽車(chē)，都用的是寧德時(shí)代的電芯；中國(guó)之外的基本是三星。

2018年，寧德時(shí)代在德國(guó)圖林根州埃爾福特市建設(shè)了首個(gè)海外工廠。當(dāng)時(shí)，寧德時(shí)代透露，未來(lái)幾年，寶馬將從寧德時(shí)代采購(gòu)總計(jì)40億歐元的電芯。其中的15億歐元將來(lái)自寧德時(shí)代在德國(guó)新建的工廠。這也意味著寧德時(shí)代將供貨疆域拓展到了寶馬的歐洲市場(chǎng)。

“Local for Local（本地為本地）” 電芯技術(shù)中心負(fù)責(zé)人Andreas Raith如此表達(dá)寶馬選擇電芯供應(yīng)商時(shí)的原則。

電芯之外，寶馬對(duì)于動(dòng)力電池系統(tǒng)生產(chǎn)，則是掌握在自己手里的。寶馬集團(tuán)在德國(guó)丁格芬、美國(guó)斯帕坦堡和中國(guó)沈陽(yáng)，分別有三個(gè)電池系統(tǒng)工廠。

寶馬2017年在沈陽(yáng)打造了集電池研發(fā)、生產(chǎn)及測(cè)試于一體的動(dòng)力電池中心，是在華開(kāi)設(shè)電池中心的首個(gè)外資車(chē)企。這個(gè)電池中心，幫助華晨寶馬插電式混合動(dòng)力BMW X1車(chē)型擁有在國(guó)內(nèi)插電式混合動(dòng)力車(chē)型中最長(zhǎng)的電動(dòng)行駛里程。另外，該動(dòng)力電池中心生產(chǎn)的BMW全新第五代動(dòng)力電池，將應(yīng)用在2020年沈陽(yáng)生產(chǎn)的BMW iX3上，并銷(xiāo)往全球。

4

掌控核心材料采購(gòu)

在中國(guó)掀起電動(dòng)汽車(chē)全球推廣之勢(shì)以來(lái)，隨著動(dòng)力電池對(duì)鈷、鎳等原材料需求的倍增，鈷、鎳礦的價(jià)格已經(jīng)暴漲了幾輪。

鈷礦石

有長(zhǎng)期規(guī)劃的車(chē)企和動(dòng)力電池企業(yè)，都在核心礦產(chǎn)資源上做了布局。其目的有兩個(gè)：首先保證供應(yīng)安全；其次盡量降低成本。

寶馬集團(tuán)的塑料、化學(xué)品、工藝材料采購(gòu)負(fù)責(zé)人Peter Zisch，在Workshop上說(shuō)，他直接到全球各個(gè)礦產(chǎn)地，去比較甄選供應(yīng)商。

寶馬將從2020年起直接購(gòu)買(mǎi)鈷和鋰材料。這將保證這兩種重要的電池原材料來(lái)源的透明性。此外，這些采購(gòu)合同還將保障2025年及以后的供應(yīng)——未來(lái)，鈷材料將直接采購(gòu)自澳大利亞和摩洛哥的礦山，鋰等其他材料將從澳大利亞采購(gòu)。

對(duì)于鈷材料，中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)界習(xí)慣從剛果采購(gòu)。但是寶馬集團(tuán)認(rèn)為，剛果的鈷礦開(kāi)采不符合可持續(xù)發(fā)展的要求，包括童工的使用，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的破壞等等。寶馬也沒(méi)有放棄剛果，而是和巴斯夫、三星等一起，發(fā)起了跨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)開(kāi)采示范項(xiàng)目。Peter Zisch表示，如果剛果的鈷礦開(kāi)采符合了寶馬的可持續(xù)要求，也可以把剛果的供應(yīng)商納入采購(gòu)。

電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)雖然快速增長(zhǎng)，但動(dòng)力電池材料路線(xiàn)還在不斷變化，寶馬的直接采購(gòu)，如何保持彈性？Peter Zisch介紹說(shuō)，寶馬會(huì)時(shí)常和供應(yīng)商溝通需求。此外，除了A級(jí)供應(yīng)商，寶馬也有備選供應(yīng)商，極端條件下可以快速將供應(yīng)量翻倍。

直接采購(gòu)，寶馬看重的是安全和可持續(xù)，在成本方面，Peter Zisch說(shuō)在剛果和摩洛哥采購(gòu)并無(wú)大差別。

一般而言，車(chē)企并不會(huì)參與電池材料的采購(gòu)，而是由電池企業(yè)直接采購(gòu)。Peter Zisch表示，寶馬這樣的安排，和供應(yīng)商是有過(guò)溝通的。

另外，寶馬一直在探索周全的電池回收解決方案，目標(biāo)是廢舊電池回收率達(dá)到90％以上。

寶馬集團(tuán)是豪華品牌中推動(dòng)電動(dòng)化最積極企業(yè)之一，未來(lái)也還希望扮演先驅(qū)角色。寶馬集團(tuán)在全球提供12款電動(dòng)汽車(chē)，計(jì)劃到2023年將向市場(chǎng)提供25款電動(dòng)汽車(chē)，其中超一半將是純電動(dòng)汽車(chē)。產(chǎn)銷(xiāo)量方面，計(jì)劃2025年15-25%為電氣化車(chē)型，2030年50%是電氣化車(chē)型。

在這一前提下，寶馬在電芯研究、原型生產(chǎn)、原材料采購(gòu)等方面的布局，用齊普策的話(huà)說(shuō)，是“貫穿整個(gè)價(jià)值鏈”的策略。寶馬對(duì)電芯的技術(shù)、工藝和規(guī)格要求，相對(duì)電芯供應(yīng)商有主動(dòng)性，又掌握了核心原材料采購(gòu)權(quán)，還參與動(dòng)力電池回收——汽車(chē)電動(dòng)化導(dǎo)致的價(jià)值鏈轉(zhuǎn)移，寶馬不會(huì)把利益讓與他人，而且將電動(dòng)化競(jìng)爭(zhēng)力的命脈掌握在了自己手里。（完）

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >