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热管理-T公司电池专家交流纪要
剑阙
2023-02-21 12:56:38

专家介绍:对于整个 4680 的车辆使用端,现在今年也会对 4680 做正式的大规模量产。

今年对一些量产的数据,无论是良品率和生产效率,已经基本符合大规模量产的等级。

所以在最主要的大方向来看,今年其实也是 4680 大规模量产的起始点,而后期也会有不断的电芯制造商不断地会更入进来。

但目前业内主流的一些散热方式,在 pack 阶段基本上还是会以液冷在中高端的车型用得比较多一些。

对于 4680 这一类高镍的三元锂圆柱形电芯而言,会考虑用更加高效的液冷去做相应的一个布设。

对热管理在于电池包里面的一个发展趋势而言,可以分为很多种,包括最直接的冷媒介质,从现有的醇类物质,可以变换到二氧化碳,有更加高效的热传机的效率以及相位介质用相应的固液混相的物质去做未来的发展趋势。

但这几类的冷媒介质其实还是在发展初期,并没有办法短时间实行大规模的商业化,而且对于成本来讲也是比较高的。

所以基于这个特点,其实在整个主机厂的追求过程当中,还有另外一个方向,譬如我可以实现更高等级的轻量化,以达到我在于整个pack当中,可以让它在于能量使用的维度有更好的增长点。

所以未来在热管理当中,其实两个方向,第一,会让它的热转换效率做得更好,第二,对于整包的热管理当中,要让它的体积做得更小,包括也更加的轻量化这两个方向,其实最终都是能提升性能。

第二点,如果轻量化提升了,可以把整个 pack 的智能比做得更好,对于续航里程的增长也有较大的帮助。

对于这两个发展趋势而言,对现有的液冷的冷媒介质去更多地提升可能是有限的。

所以在未来的发展方向上,第一,无论是 4680 还是我们的方形电形,cell to pack技术一直是追求的一个方向,能够提升整包的能量密度,而 4680 确实得益于它圆柱形的构造。

所以对于整个用 4680 的主机厂,也让它实现CTP的简易化会更高一点,但也是会带来一定程度上,我可能还是要考虑到是否可以有更好的高效的热传递的作用。

所以对于我们整一个发展过程当中,在于 4680 内部的一个所谓的散热片的接触面积,也是长期探讨的一个方向。

现在我们发现,在 pack当中,如果有一种一体化的技术可以实现同一种品类的导入,可以帮助我们解决。

因为如果实现一致化了,其实对于工厂生产来讲效率更高。

而实现一致化了,标准制定了,未来可以大规模量产,成本也能做得更低一点。

还有更重要的特性,我们如果采用一种更轻量的化的材料去做一体化的,这种液冷系统的导入,对于整包的质量问题可以有效解决。

所以对来未来的发展趋势,我刚才一开始也提到一个重点,在电池包内部,我们会实现CTP化。

而随着CTP化的提升,确实我们的对于热失控的要求变大了。

如果还是以传统的叶轮,我们的铝合金的叶轮管、叶轮板去做内部的导入,会导致我们的整包质量其实会变得很高,这种质量的上升是无意义的上升。

如果有一种更加轻量化的材料,做成一体化的液冷系统,其实无论是对于我们未来用更多接触面积的叶冷板,还是让未来整个电池做得更加CTP化,都会有带来比较好的帮助。

并且我们的一个整包能量密度也会为此有更高的提升。

 Q&AQ:这种尼龙的这种材质去替代普通的液冷板,现在目前的进展如何?

有没有遇到什么样的困难需要解决,大概什么时候会进入量产?

A:因为电芯生产阶段的一些受制性能也有限,包括在pack当中,因为电芯内阻也有一定的问题,所以在反复地调试热管理的有效率以及轻量化。

而在pack当中,最终我们还是希望走CTP的,只是现在只用了大模组的方案。

最终的定义它是会跟着4680大规模量产的节奏去做铺设。

今年如果以4680的量产进度而言,下半年可能会有一个比较好的爬坡高度。

所以这款一体化的尼龙的液冷管的系统,也会在今年下半年左右在的弗利蒙特,包括奥斯汀工厂去做一定等级的电池包机的导入。

 Q:技术上面已经全部解决所有问题了,是吧?

A:至少设置阶段一些潜在的问题已经基本解决了。

但还要花一段时间去对这款产品做最终的性能验证。

而这个性能验证是基于在老化寿命以及使用成本相关的一些测试。

如果可以达到比较高的能力,我们选择会在今年的下半年正式的启动 SOP的量产计划。

 Q:从综合成本来看,大概会比如果用全铝会降低百分之多少?

A:在基于只能以现有的这套系统方案对比我们全尼龙的这套管路径的方案,我们的一个合计降本其实是能够基于现在这套方案再降 20%- 30% 左右,是能够去做降本的。

 Q:我们现在用尼龙的材质来替换掉铝合金做液冷板,我们解决技术方案的解决的方向是从材料端还是有一些其他方向的方案上面的一些设计?

A:如果从我们在整个项目的开发阶段而已,材料本身是我们能够比较好的一次设想。

对于整车的轻量化的提升,整个构造端有些变化。

 Q:我们怎么去解决掉尼龙这种材料它在热交换上面的效率的问题?

A:我们通过一些长碳链的高聚能碳链的材料体系,在内部和电芯接触的材料做一次改信,有点类似于一种碳纤维。

里面可以理解为类似于碳管的形式,做蜂窝状的布式。

 Q:最后它还是由同一家供应商,相当于我是把不同的板件去注塑到一个整体上面去做,还是本身整个这一块板件可以做成不同材料递进的一种方式?

A:我们现在在一个板件上,管路和管路肯定要有不同的模式,这种东西我们用一个模具就可以做,无非就是材料配方,我们要协定好配方是否有比较高效的热转换的效率。

 Q:材料的专利是属于主机厂还是材料的供应商?

开发是以哪一方来作为主导开发。

A:主机厂这侧更多是提需求。

我们是使用方,而上游的是授予方,给到已经完成的产品总成,给到我们下游的主机厂。

 Q:从专利的布局的方向上来看,其实后面在其他的车型上面,除了特斯拉之外,其他车型上面也是有可能会大规模地去应用,只要材料的问题能够解决,您觉得特斯拉肯定跑到最前面?

在特斯拉之后大概还有多长时间是整个行业会有这样的一个比较多的应用的试点?

A:特斯拉的布局目光更长远一些,会走的比较靠前。

所以在整个速度来讲,可以在一些和特斯拉比较比肩的一些企业,比亚迪等等一些企可能速度只有一年左右的一个迟滞期,而在一些整个行业来讲,可能两年左右就能实现。

 Q:您觉得在冷媒的替换方面,我们现在研发出来的这些尼龙的这些材质,材料,还有叶冷板的结构,会有一些又是新的革命性的影响,导致我们这一套研发的能够享受的收益的时间不会太长,有没有这种可能性?

A:这两个冷媒技术其实还没有真正大规模发展的情况之下,业内其实还是会用传统的液冷,包括这种所谓的风冷。

这种液冷或者油冷这种形式,其实在整个整车发展过程当中还会持续很长时间。

而你刚才所所说的就是未来。

如果当液冷媒介是转换了,尼龙是否还有这种比较好的适配性,我可以在未来的发展过程当中,我们这种相位转变介质,它其实在整个尼龙管的使用的维度,还是能够有一定的使用状态的。

我觉得汇总一下在于目前现阶段大家的一个发展方向,这种我的一个冷媒介质去做改进,包括去种更加多元化的发展,还在审查期。

而现在我冷媒介质可以做出一些突破,而这些突破以目前的尼龙管路件其实都是可以来承接的,包括一部分改性的相位其实也是可以使用的。

 Q:能否讲一讲做得比较好的尼龙材料的这些厂家大概有哪些?

国内外现在你们在特斯拉研发阶段都接触的有哪几家?

A:做尼龙管路的有德国弗兰科希、迪邦、帕斯等。

国内标榜和亚大。

 Q:前期合作主要还是以德国,以欧洲的这些供应商为主?

A:在早期的合作过程当中,还是以我们的一些外资企业为主,但国内也在做相应的合作,因为在降本能力的角度而言,国内更加适合在未来做大规模量产,给予我们有比较好的帮助。

 Q:合作到哪个阶段?

您可以说一下吗?

产品认证各方面是否已经完成了?

A:今年基于 4680 量产时间确实在加速,但也要在几个月之后,可能要在下半年左右才可以技术量通过,并且做 SOP 定点。

 Q:辅助的跟电池包内液冷管它的价值量大概分别是有多少?

A:目前来看,电池包内的价值量是非常高的。

整套系统加在一起,如果人民币不含税,也在 1000 块钱左右。

尼龙式的液冷快插管基本上小几百左右这么一套组件。

 Q:4680 的电池包已经确定用尼龙管来替代里面的铝合金管吗?

今年下半年推出的 model 3 的改款会用 4680 电池吗?

A:在第一代量产的 4680 当中,用的还不是尼龙管,用的还是铝合金。

model 3 的改款我们在北美做测试,但是短期之内来看还是有一定难度的,因为我们产能还是不足的。

 Q:model3 的改款应该里面是不会使用尼龙管是吧?

A:model3的改款我们现在还是不会去用的,因为我们用尼龙管的铺设是打算实现CTP化之后然后去做,前期在一些电芯侧,包括 pack 侧还没有得到比较好的一个验证能力的时候,还是会以现在比较传统成熟的这种大模组的方案,去对现有的终端车 model 3、 model y 去做相应的导入。

 Q:等量产之后,可能其他能做尼龙管的都去抄袭这种技术,这样标榜的技术的稀缺性是不是就没了?

A:我们需要这家企业能够在一起看项目当中有高度的研发合作,所以一般我们都会签一些协议。

这个协议当然具体我就不讲了,基本上保密协议肯定是有,还有专利复用协议,还有一些定量的锁量协议。

但是我觉得对于整个行业发展来讲,其实没办法规避,而且它的诞生可能也会导致整个行业对于尼龙的艺人版画有比较好的发展潜力。

但是在国内如果第一个吃螃蟹的,其实是第一个定标准的,至少在我们整个业内会有比较高的导入权。

 Q:电池包里面蛇形的尼龙管对吧?

单车价值量多少?

他用来替代的这几个铝合金管价值量多少,就看哪个成本更低更高?

A:蛇形管一套基于我们目前的 70 度电版本,基本上几百块钱左右一套我,差不多是在500到600左右这么一个区间。

尼龙整套因为是一体化压住宿的,所以一套的价值会在 800 到 1000 左右这么一个等级。

 Q:现在版本的尼龙的散热的版,它的散热的效率比铝合金的要低多少?

如果换成您讲的更改性的材料和铝合金优势怎么比较?

A:如果用我们普通的尼龙散热管,这种散热能力是很差的,只能达到现有的散热的 40% 到 45% 左右这么一个能力,而且还是在加了一些补充的导热界面材料的情况之下。

而目前改性的尼龙材料的散热可以达到目前的液我的铝合金散热的维度在接近它的 85% 左右。

但至少改进尼龙在单件的一个热传递的能力已经能达到现有金属件我们的铝合金的 85% 这么一个等级了。

 Q:热量传导效率,可能低到一定程度就不能忍受了。

我不知道临界值是多少?

A:其实我们现在的一个评估基本上在78.4% 左右,其实是比较精确的一个数字了,它要求是比较高的。

固有的材料属性,它的导热能力是比较强的,但一些高成本的导热界面材料的补入就不需要了。

而现在综合测算,如果固有的这些基础素材能达到75%以上, 78%左右。

 Q:这样算铝大概算1000,你刚才大概提了一下铝,大概是四五百,还要加上刚才说的膜,还包括外面的接插件?

大概还有个剩下的四五百的成本是在哪些地方?

A:基本上就是冷却管路。

我们在 pack 当中,当然叶冷板是一个大构架,因为刚才提到那五百左右其实就是电芯的液冷板,不包含外侧的,包含外侧就是外面的膨胀水箱,包括我的一个所谓的这些外面的快插接管,转接头以及膨胀水箱到5 pack内部的这串支路的我这套管子,铝合金管,还有膨胀水箱包括电池外部到chiller的管路件。

加在一起的价格确实也是能达到上千的。

 Q:尼龙管改性尼龙的材料现在的供应商您有了解吗?

A:这一块是保密开发的。

整体而言,我们在北美,在国内都有相应的一个研究室,包括像标榜,它其实本身内部就有对改进的,尼龙有在做开发,而北美其实还有一家材料体系,包括像杜邦也在跟我们做合作一个研发。

 Q:尼龙一体化是在整个的热管理系统集成角度是系统集成商也会减少,还是只是在主机厂在组装的时候会提高生产效率?

A:对于系统集成商而言,也是会有较大影响的。

在整一个装配的过程当中,包括在生产的过程当中,它其实数量的减少,包括装配工艺效率的提升,其实对我们主机厂和我们的总承商都有比较大的帮助。

 Q:尼龙管未来连接都可以走快插件是吧?

快插件使用量其实会有比较大的提升是吧?

A:是的。

尼龙我们会用到它比较好的特性。

在设计端我们就可以比现在的这种所谓用卡库的一个形式,会更多地考虑用到快插本身的一致性也更好,包括亲密度也更强,而且很符合两大维度,第一个生产效率提升了。

第二个售后可维修经济性上升了。

 Q:宁德的采用尼龙化方案的概率大概有多大?

A:以我们现在的一些情况来看,目前宁德时代用的还是液冷板,就在 pack 内部,液冷板铝合金液冷板加我的外部的波形尼龙管,再加膨胀水箱的这一段铝合金的输液,所谓的冷媒输液管去做合成的,跟我们 Tesla 早期方案一致。

至少以现在它的一个发展方式来看,它是会有相应比较大的散热需求的。

只能叶冷板的使用面积。

而现在宁德时代用的是铝合金的叶冷板,对就会导致整包的质量会上升。

所以宁德时代其实未来使用这种尼龙的叶冷板的概率其实还是挺大的。

 Q:尼龙方化方案,一个是在电池里的,一个液冷的,它量产时间大概会在是分别在什么时候?

A:以特斯拉为例,我们现在还在试样当中,当你是技术量通过之后,量产时间我们会定在今年的下半年,可能会在 Q4 季度小规模量产,但大规模的批量上量在市场当中,大规模交付会在 24 年左右才会去正式的。

 Q:份额分配层面,比如标榜还有国内还有一家,你们更倾向于跟谁合作?

份额在标榜跟包括一些外资里面大概能拿多少?

A:在整体的一个供应份额的涉足而言,我们短期还是会考虑在量产阶段导入附属形式的供应商,而国内这家企业因为有相应比较好的一个降本优势,所以我们给它的份额会基于它的一个产品性能去做的设立。

而目前来讲,暂时我们在初期的一个量产阶段,还是为海外的两家企业份会更多一点,可能就海外当中选一家,我们会占其中的一供。

而标榜我们在整体初步量产阶段会给他当二供,差不多 30% 左右。

但是随着体量的上升,我们会逐步地去走更多的一个降本方向,可能会不断地提供国内供应商的一个供货比例。

 Q:在改款的model 3后面,model y甚至一些更高端的车型,包括电池、液冷都会考虑尼龙方案吗?

A:是的。

实际上现在这一款尼龙的方案更多是用在CTP的 4680 当中。

现在的 modelsy 其实用的并不是CTP,用的是大模组的方案。

所以严格来讲,未来我们势必要在一款车上使用我们这一种更加高度CTP的电行组成方案,而在这当中也会用尼龙管路去做。

 Q:我们内部是怎么对比4680 路线跟宁德麒麟电池的路线,以后从成本能量密度提升对比。

如果可比两率,大概路线的整个方案是相对更具有长期规模化路线?

A:4680 更加侧重于动态的一个充放电,也就它的行驶性能,包括它的散热性能会更加的平衡。

但是对于这种所谓的集成度而言,是没有办法达到像麒麟电视包这么高的一个能力的。

麒麟电视包其实它的静态的充电能力很好,包括整体的一个 pack 集成度很高,也就意味着它更适合走长续航,用更高压的一个电气化去总快充。

但是麒麟电视包因为受制于它方形电芯,再加上散热不行,集成度又很高,所以快放标准其实达不到。

但是对于整个单体电信发展能力来而已,我个人觉得圆柱形电芯还是不能占主导的。

方形电芯至少它的泛用性更强, BMS 好开发。

所以可能我们现在 4680 推出,能够把 21700 占市场 10% 的比例提升到占市场的 30%- 40% 左右,但是市场当中我 50%- 60% 的电芯占比,其实还是会以方形电芯占主导。

 Q:亿纬锂能4680的技术和能力,我们怎么看他跟特斯拉自己做对比?

A:它的单体电芯的性能基本和Tesla 相差就不远了。

我指的是它的充放电循环次数,能量密度,以及它的一个充放电的倍率,包括安全特性,其实都能满足基本的车柜及上车需求。

但是它的一个量产能力,其实跟特斯拉包括松下还是有一些差距的。

 Q:亿纬您了解到是多少?

A:去年年底的时候,它的良品一度突破90%,但是生产效率只有40。

而现在的最新数据,它的良品率达到了 86%- 87% 左右,但生产效率提升了,就来到了80左右这么一个等级。

 Q:model q 对于尼龙管一体化有了解嘛?

A:这款低价位的车型我们确实有在开发,但是现有低价位车型当中,因为 4680 现在量产还难度比较大,而低价位车型当中可能短期没办法完全导入,所以现在更多是做前期的验证。

而真正可以实现量产的步入点更多会在中端、高端这个地方我们会用一体化的尼龙管。

 Q:理论上不是降本的内容,诉求会更强吗?

您的意思就是前期的研发时间跟成本都比较高?

A:因为这款项目对于我们而言现在还是在研发阶段。

本身我们在早期研发的时候涉及到一个叫做研发标定物的选型研发,因为要控制它的研发周期,如果这款产品它要为了我新项目去做相应新的设变,它的时间周期很长,我们要去做测试,还要去委外第三方的去做验证。

所以这款项目早期其实更多是在以量产项目当中做新项目的导入,这个时候整个平台是成熟的,我们的验算周期其实会更短一些。

 Q:我们对于 model q 的发布跟量产时间大概是什么样的一个预期。

A:对于这一款车,我们在今年可能没办法量产,我们有效的时间最多也要在 24 年左右才有一定机会可以实现量产。

而真正的大规模上量会在 25 年左右才能够进行。

 Q:您说液冷的小几百块大概多少钱?

A:电机液冷管按这家企业最近可以有机会导入的,差不多在三四百左右。

电池是六七百,加起来整车,整套系统因为是一体化的,所以整个电池包内是在一千块钱左右这么一个区间。

 Q:对于他们的控制的毛利率,海外企业跟国内企业,你们预计他们的毛利率初期大概能做多少?

A:整体的毛利率其实挺高的,可能40,因为是研发阶段,可能四五十左右的。

当然未来因为是属于新产品,所以短期的一个年假其实要求不会特别严苛。

我们只有在未来走链上了,通过技术降本,我们 Tesla 才会去要求供应商对它的价格进行。

 Q:你们对今年对拓普有没有降价比较多?

A:拓扑相关主要是结构件,我们会有年降需求,但是在它已购的这些底盘,结构件相关年降的比例其实也不会特别大,当然要比去年高,去年可能 1%- 2% 左右。

今年对于拓扑这类企业,可能差不多 2%- 3% 左右。

这么一个情况,今年降价年假要求比较高的,其实是一些站在我们整车所谓的一个成本占比比较高的电芯,以及有一定的技术降本能力的。

今年因为我们猜测有压力,确实通过降价之后整车毛利率不是很高,所以我们确实会适当的做一些 BOM 的价格传导。

但是在一些供传统结构件的企业,其实在他已供的结构件这一侧,不会有特别大的需求。

 Q:你们对宁德电池今年大概降了几个点?

现在能预计平均可能降几个点吗?

A:一块我们内部还在方案探讨当中,所以现在还没有真正的跟您的时代做官方性质的价格。

基本上如果混合技术降本加年降,再加我们的金属延长联动,可能会在 10% 以上。

当然如果把金属联动取消掉,基本上 7%- 8% 左右. Q:降本是不是新产品的降本数比老产品会好一些?

新技术和新材料的降本内部有没有讨论过?

A:新产品的一个降本要比老产品要好。

未来我们内部是有相应新技术的探讨的,特别在一种新的平台当中去造车,包括你提到的一体化技术,未来它的横向拓展能力会更强,包括一体化冲压。

而新技术当然刚开始推出的时候确实可能相应可能研发成本比较高,但是大规模量产的时候,其实它的一个对我们猜测本身的报名降本能力有更大的一个潜能。

 Q:电池包内的侧冷板,一开始我记得像三花做电子办法也很高,大概四五十,后面就稳态也下来。

我看这种稳态的比如也会降到个 30 左右,但是它量会起得很大,可以这么理解吗?

A:刚才一开始四五十是研发状态,肯定是比较高的。

随着它的产能提升, Tesla 会适当地去做一些价格谈判。

但最终这款项目其实还是会在相当长的一段时间会有 30% 左右的毛利率空间。

 Q:我们是希望做到整体平台化去降本这个东西,以后的比如产品推广,有可能比如 80% 以上车型我们去采用这种技术嘛?

A:一旦一款技术被验证,在某一款车型当中有较好的一个能力,或者在某一个电视包当中有较好能力,其实我们会复刻,包括会横向拓展,在我们全系的车型当中会高比例的采纳,因为毕竟对于整车的研发,包括量产,当你这款技术有确实带来很好优势的时候,我们会持续地推动它的一个高度SOP。

 Q:以后电池上会不会有这种可能性,比如一堆电池厂,大家都在这个方向上,其实已经在做了,还是未来这种会速度会比较快还是怎么样?

感觉渗透率曲线会怎样?

A:所以在整个开发过程当中,做整包的宁德时代自己也在去研发宁管路,去做相应的一个开模式制。

而供电芯的我的一些新造车势力,它也在去积极地跟一些有相应一体化,做出尼龙企业做联合开发。

未来市场当中已经能够看到,已经有大致的发展方向了。

因为早期尼龙的散热的组件在整车当中也有应用,只是电池,因为考虑到更高的电气化环境,包括更加耐压的一个环境,我需要有一定时间去成长。

现在我们可以站到未来的发展方向,确实已经有逐渐轻量化高电压,高电流,我这种绝缘性能良好的尼龙管住键,轻量化又非常好的尼龙管路键,确实还是会被非常多的一个下游的企业所认可的。

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