經濟觀察報 記者 劉曉林 如果沒有屏幕右上角的VOLKSWAGEN(大眾汽車集團)標識,很多人會認為這是一場全球電池巨頭的最新技術發佈會。3月15日晚,德國大眾汽車集團在其首個“電池日”(Power Day)上,展示了未來10年的電池及充電技術路線,也向世人再次強化了大眾汽車已經轉化為一家電動汽車製造商的事實。
在這場整整兩個小時的全球直播中,鏡頭輾轉了歐洲、北美、中國多個市場,十幾位大眾汽車德國總部和全球各地高管以及全球戰略合作企業負責人現身;以高度自動化的電池工廠、充電場景 ,以及各國高速路上疾馳的大眾電動汽車為背景,大眾汽車集團向全球揭開了其在“隱藏於電動汽車底盤中的未來電池技術和未來電芯戰略”的巨大投資和佈局。
在接下來的3月16日—3月18日,在相繼舉行的大眾汽車集團及其各品牌的全球業績發佈會上,電池新戰略繼續成為焦點,大眾汽車集團CEO迪斯反覆劃重點——“大眾將通過全新的化學和製造工藝使電池成本降低50%。”
這顯然與大眾此前幾年只強調向電動化轉型的大方向,甚至曾傳出集團內部在這一方向上仍存有分歧的印象不同。過去一週內,大眾汽車的密集信息披露顯示,其在電動車上的轉型已經走向第二階段——向產業鏈上游延展,在電池研發、製造和充電管理上全線投入,成為一個覆蓋電池全產業鏈的電動汽車製造商。
大眾公佈的數據顯示,由於消費者對電動車接受度大幅提升,2020年,大眾在全球共交付約23萬輛純電動汽車,是2019年交付量的三倍,並獲得了西歐的1/4的市場。
而在最新公佈的這份十年路線圖中,一系列具有歷史意義的目標被宣佈:大眾將大規模使用標準化電池,到2030年覆蓋80%的車型,以在入門級車型中降低50%的成本;在2030年前,大眾將在歐洲建設6座總年產能達240千兆瓦時的超級電池工廠;到2025年,大眾在歐洲佈局的快速充電樁數量將達到現有數量的5倍,而在中國市場的充電樁數量將達到17000個,與整個歐洲持平。
“標準化電芯”的技術路線成為大眾整個電動新戰略的核心,大眾汽車集團管理董事會成員,集團技術負責人Thomas Schmall 表示,該路線旨在顯著降低電池的生產工藝複雜性,並大幅削減成本,從而使電動汽車更具吸引力且經濟實惠。
“我們的目標是確保在全球電池領域的領先地位。”迪斯旗幟鮮明的宣佈,通過對電池的研究和試生產,目前,大眾已和許多電池供應商不分伯仲。
“只要願意做,一家汽車製造商完全可以在另一個陌生的製造領域躋身主流”——這是大眾汽車集團想要展示和正在努力的方向,而這也傳遞出一個正在改變電動車電池競爭格局的事實:整車製造商正在根據自身的需要,制定出更具競爭力的電池技術路線,從德國大眾汽車,到美國通用汽車,到中國的長城、廣汽,這一趨勢正在不可阻擋的到來。
兩年後,電池成為智能標準件?
“大眾汽車集團將化繁為簡,進一步降低電池生產工藝的複雜性,專注於標準電芯的研發”, 迪斯對新的電池路線總結稱。具體而言,大眾汽車集團將集中開發並逐步採用一款標準化電池。通過“一體適用”的設計及龐大的生產規模,大眾汽車將大幅降低電池成本。”更低的電池成本意味着更經濟實惠的、對客户更具吸引力的電動汽車,這將更加吸引客户。
基於《歐盟綠色協議》的要求,至2030年,電動汽車將在大眾汽車集團的歐洲市場銷量佔比中翻番至60%。因此,電池產能也需配套增長。迪斯表示,預計大眾在歐洲的電池產能還需新增240千兆瓦時,這也是大眾採取行動的原因。
而為了更快速的提升電池產量,大眾將從兩方面入手,第一是組織結構,在新的動力部門中不再做分割,而是把相關職能都集中在一起,從電芯電池系統到電池回收,對電池的全生命週期進行管理,打造一個閉環系統。“我們的第一個電池回收站已經開始運營。”迪斯稱。
下一步就是技術路線。“我們根本的改變了我們的思路,在造車的時候,不是單獨的看待電池系統,而是將電池作為汽車開發的一箇中心環節,整個車圍繞着電池來進行設計。”
基於此理念,大眾推出了“標準電芯”的概念。據介紹,大眾正在開發出4個同樣的電池設計,將其內部植入了大量的智能化的技術,以使其具備大量的智能和差異化表現。根據計劃,從2023年開始,擁有標準電芯的電池將會在大眾旗下電動車型中大規模應用,而且會快速的上量,到2030年就能夠達到80%的車型涵蓋率,以此大幅度的降低成本。鑑於大眾擁有多個不同定位的品牌,另有20%的車型需要使用獨立專用的電池設計。
在大眾的預測中,至2030年,在全部量產車型當中,大眾將會讓電芯的成本整體降低30%,其中在入門級車型中則將實現電池成本50%的降低。
而在“標準電芯”概念的背後,是大眾已經開始全面進入電池研發領域的事實。“電池性能的2/3由其化學成分決定”,大眾汽車表示,從磷酸鐵鋰電池,到高錳、鎳鈷錳、全固態電池,大眾已經從電池的最上游——電芯化學材料研發環節開始投入,且研發與商業應用相結合,綜合考量其成本、續航里程、充電時間等核心指標。
固態電池被設定為大眾在電池技術上的終極目標,因為其擁有更高的性能和更低的成本。“今天ID3當中的電池達到了100公斤,將來會大幅度的降低,同時和今天最先進的技術相比,充電時間可以縮短50%以上,而且因為電芯減輕了重量,續航里程可以再增加30%。”大眾在電池日上以450公里續航的電動車為例,稱其第一步目標是到2025年實現17分鐘充滿電的目標,在使用了固態電池後,將縮短至12分鐘。在目前電池技術下,450公里續航的最佳充電時間為28分鐘。
“全新方形標準電芯也為向固態電池電芯的過渡提供了最佳條件,這將成為電池技術的下一個飛躍,也是大眾汽車集團期待在下一個五年實現的技術突破。“大眾在電池日上透露了其電池技術的漸進路線。固態電池也普遍被車企定位終極目標,但在達成固態之前,電池技術的選擇正愈加呈現多元化趨勢。
為了在全價值鏈上降低成本,大眾在電池設計環節上也進行了革命性的嘗試,根據電池日上公佈的信息,大眾甚至將拋棄目前將電芯組成電池組、再放入電池包的行業通行模式,而採取將單體電池直接裝載到車身架構中的方式,以使電池系統成為一體化設計的汽車車身中的一部分。
大眾在電池日上透露,基於Artemis的車型將是大眾旗下第一個使用標準電芯的車型。2020年6月,大眾汽車推出了一個與美國宇航局(NASA)2024年之前重返月球同名的項目“Artemis”項目,頗具火藥味的是,該項目被傳是大眾旗下同時成立的“特斯拉專案小組”——“T小組”(Mission T)的主要項目。大眾在電池日上透露,經過9個月的開發之後,Artemis項目已經到了一個重要的節點,而且第一個基於Artemis的車型已經完成了概念驗證階段,進入了系列化生產的研究階段。
從“拿來主義”到自我掌握
“通過降低電池成本,並簡化電池生產工藝,同時提升電池續航能力和性能,讓電動出行將更加經濟實惠。”大眾相關高層在電池日上表示,這是大眾的目標。事實上,這也是所有車企的目標。
雖然站在整個汽車發展史上,大眾變身為“電池科技公司和生產商”頗具衝擊力,但如果講時間軸縮短,在過去兩年間,受惠於電動車的普及和各企業針對電池技術的輪番對戰,電池技術路線之爭早已由專業課題變為大眾話題。
而由於涉及到成本以及核心競爭力,電池也在從“拿來主義”變為車企科技創新的關鍵。這一點,從中國各車企推出的五花八門的電池技術品牌就可以看出,其中包括比亞迪的刀片電池、長城汽車蜂巢電池,以及廣汽剛發佈的彈匣電池。
而更進一步,從電池結構設計深入到電芯技術,將從規模成本效益和品質一致性的角度考慮,將電池打造成為如發動機一樣的標準零部件,並實現電池的智能化管理,這也是車企共同技術路線,而在這一目標實現的過程中,整車企業顯然是不希望其電池生產商合作伙伴佔據主導地位的。
與大眾汽車相比,美國通用汽車已經在這條路上探索了更長的時間。2020年8月,美國通用汽車瑪麗·博拉在與中國連線的“科技展望日”上,展示了由上汽通用與泛亞汽車技術中心深度參與的通用第三代電動車的核心技術——Ultium電池系統,該系統下,電池和電驅均採用高度模塊化的設計,只需19種電驅動組合即可支持所有電動車產品,覆蓋包括皮卡、SUV,MPV、轎車在內的中美各細分市場。通用方面同樣強調,這一靈活和兼容性極強的電池系統,將給新能源板塊帶來較高的規模化效益。
去年以來,針對電池續航和成本的爭論曾席捲中國汽車界,其背後,也是電動車競爭與電池性能和成本、以及充電便利性之間矛盾的一次集中外化表現。
至於這場電池技術革命會否在中國落地,大眾方面並沒有名言。畢竟,目前在中國,大眾已經入股頭部電池企業國軒高科,同時也與其他電池生產商展開合作,不過,在這個擁有寧德時代和比亞迪等全球排名前列的動力電池供應商的核心市場,車企自建電池工廠也已經成為趨勢。寶馬、奔馳、通用等跨國車企的在華電池生產線都已經在過去三年間陸續落地。
作為閉環的一部分,大眾同樣將在電池生產環節展開前所未有的佈局,“我們計劃獨立或攜手合作夥伴,在歐洲運營6家超級電池工廠,每家工廠的總裝機容量可達40千兆瓦時。”大眾在電池日上透露。
微妙的是,雖然選擇了自己涉足材料開發和自建工廠的路線,但戰略合作依然是大眾電池戰略的重要基礎。雖然大眾曾表達過“隔行如隔山”、“術業有專攻”,所以不會造電池,但其初期在電池戰略合作伙伴選擇上的前瞻後顧,也預示了其內心的猶豫。也因此造成和韓國電池製造商的合作出現罅隙,最終大眾選擇了商用車和中國的寧德時代合作,而處於多重考慮,電動乘用車選擇了和歐洲電池供應商——瑞典鋰電池製造商Northvolt合作。
據悉,在大眾Power Day當天,Northvolt表示其已從大眾獲得一份為期10年、價值逾140億美元的訂單。同時大眾將在已經持有Northvolt 20%股份的基礎上實現繼續增持。
從全行業來看,大眾的選擇並不意外,隨着電動汽車的競爭向電池領域深入,尤其隨着電動車消費規模的擴大,電芯原材料的成本不穩定性、供應短缺,以及技術優劣競爭愈加凸顯,整車企業通過電池技術來獲得差異化競爭力的需求被提到首位。對於在智能駕駛層面已經準備建成全球第二大軟件公司的大眾而言,電池這一核心環節更是不能受制於第三方。
在標準電芯和持續擴大電池自主生產的戰略之外,大眾同時公佈了未來十年的充電技術路線:大眾汽車集團正在全球範圍內積極推進大功率公共充電基礎設施建設,並已在歐洲與英國石油公司、西班牙伊比德羅拉公司和意大利國家電力公司等能源公司達成合作意向。
在中國,大眾與2019年與一汽、江淮和星星充電合資成立了開邁斯充電公司,通過App一鍵提前30分鐘預約等功能佈局自己的充電優勢。目前已經在北京、成都等一線城市建設了40個超級充電站,計劃今年實現覆蓋8個城市的500個充電站和6000個充電樁的規模;在2025年之前,將建設總計17000個快速充電樁。同期,歐洲的目標是建設18000個快速充電樁。
在整條價值鏈上的全力降本之戰,最終將落腳在財務表現上。迪斯稱,大眾集團會高效利用電池和充電資源,堅持戰略性財政目標,計劃到2025年使其資本支出比率達到6%左右,而其核心汽車業務的淨現金流每年將超過100億歐元。
大眾在電動車推廣上的目標是,到2030年其純電動汽車交付量將佔集團全球汽車交付量的50%。“我們期待將大眾汽車集團的新技術大規模地應用到全新的電動車型中,並在歐洲、中國及美國市場推出,“迪斯説,“這是一場前所未有的快速轉型,這一轉型將比該行業過去一個世紀所經歷的變革都要宏大。”