比亚迪:长续航解决用户痛点,手握先发优势或将持续提升市占率

来源:览富财经网      作者:谷红      发布时间:2022-05-13

摘要:召回电动车是责任所至,但停产油车是未来趋势。掌握“三电” 技术的比亚迪,有望再次享受到行业发展红利。

2022年4月底,刚停产燃油车的比亚迪(002594)宣布召回部分电动汽车,理由是部分车辆的动力电池包托盘由于制造原因,托盘透气阀安装面不平整,有进水风险,可能造成动力电池系统电气回路故障,极端情况下有引起动力电池热失控的风险,存在安全隐患。

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作为目前唯一同时掌握电动车“三电系统”核心技术的整车厂,比亚迪对符合召回标准的电动车,采取免费更换电池包的解决办法,间接体现比亚迪对这批新动力电池的信心。

动力电池系统解决续航痛点

虽然比亚迪此次召回电动车是因为电池系统故障,但实际上,比亚迪的动力电池颇具独创性。

时至今日,比亚迪动力电池技术发展已历经三次迭代。第一代电池采用复合模组进行电池组装,电芯容量从100Ah升级到135Ah,主要用于比亚迪王朝秦/宋等;第二代电池专攻扁平化&单层模组特性,从而实现电池系统模块化,主要覆盖E系列车型;

第三代电池就是刀片电池,结构上主打平整化+高空间利用率,利用磷酸铁锂电池本身高安全、长寿命(4500次循环,三倍于三元电池)、低成本的优势,结合创新性结构设计(电芯以CTP技术直接集成至电池包,省却模组),从而提升能量密度和续航里程、增加电池强度,首次搭载在2020款“汉”,公司会陆续拓展至其他产品。

性能表现层面,刀片电池采用磷酸铁锂方向,轻松通过针刺实验,安全性能领先,且续航也处于前列。高安全+长续航特性,极大地解决用户需求痛点。刀片电池通过CTP叠片提升体积利用率提升续航,能量密度在140~150Wh/kg;目前搭载刀片电池车型的最长纯电续航为汉EV的715km,已达到三元锂电池车型的水平。

自2020年以来,刀片电池逐步应用至比亚迪王朝系列,以及海洋系列等旗下所有产品上,性能得到消费者普遍认可。

电池管理技术层面,比亚迪自研的BMS系统可以保证刀片电池高利用率。BMS-active储能系统,是比亚迪拥有自主知识产权的全新第三代电池组管理方案,通过有效控制电池组电流,确保电池可利用率高于99.9%,从而提高系统安全性、降低成本。

而且除刀片电池外,比亚迪的热管理技术还可以进一步提升电池续航能力。宽温域高效热泵系统+动力电池直冷直热技术,可以利用电动力总成主动产热,回收乘员舱、动力电池、电动力总成的余热,为热泵提供辅助热源,降低采暖能耗损失,实现-30~60℃宽域工作温度,冬季续航最高提升20%,而普通热泵空调仅能在-10℃以上正常工作。

现阶段,该技术已搭载至汉EV、E平台3.0的海豚及元PLUS。脉冲自加热技术,指通过将电池包一分为二,相互充放电,通过脉冲技术自行加热,预计搭载至即将上市的海豹车型。

为确保稳定供给,比亚迪已在深圳/西安/青海/重庆/长沙/贵阳等多地建立生产基地,2020年投产65GWh,2021年新增投产70GWh,已有产能合计135GWh;预计2022年将新增投产至少80GWh,2023年将新增投产225GWh,届时累计产能将达440GWh。产能的大幅提升带来规模效应,有望进一步降低生产成本。

唯一自研“三电”整车厂

除电池系统外,比亚迪还自研电机和电控系统,成为目前唯一掌握电动车三电系统的整车厂商。

首先是电驱动技术,比亚迪电驱动系统由分立式发展至“3+3”模式,目前已发展至多合一高集成度生产平台。从分离式的第一代电驱动开始,比亚迪如今已经迭代至第四代电驱动技术,是全球首款量产的集成八大部件的深度集成动力模块,包括驱动电机+电机控制器+减速器+整车控制器+车载充电器+电池管理器+高压配电箱+直流变换器。

第四代电驱动系统基于E平台3.0开发,目前已搭载至E3.0首款轿车海豚及首款纯电动SUV元PLUS,核心优势为轻量化、小型化、高效率、高智能。动力部件高度集成化使得体积减小16%,重量降低10%,整车最大功率270kW,综合效率从86%升到89%。系统零部件的缩减也进一步优化NVH表现,最大转速为16000r/min,但系统噪音低于76dB。

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自研电动机方面,比亚迪从2008年开始自研永磁同步电机。永磁电动机具有功率密度高、能量转换效率高(约90%-95%)、能耗低的特点,但研发制造成本较高,且高温下永磁体有退磁风险,但是比亚迪经过长期攻坚,目前成为国内唯一可完全自研该电机的主机厂。

比亚迪E3.0平台首次采用永磁同步电机主力+交流异步电机辅助融合架构:日常工况,异步电机断开,仅同步电机工作;加速工况,双电机共同发力。两种电机互补,兼顾电机高效率与空载低损耗,实现四驱动力+两驱能耗,将搭载至即将上市的海豹四驱版本。

而更重要的电控领域,比亚迪从2005年开始入局IGBT领域,在2018年将IGBT迭代至4.0,2021年升级至IGBT6.0,打破英飞凌、三菱等国外大厂的垄断,也是国内目前唯一拥有IGBT完整产业链的车企。

产能方面,早在2019年3月,比亚迪IGBT芯片晶圆产能就已达到5万片/月,年供应新能源汽车60万辆。但2020年下半年,汉EV由于SiC产能不足造成新车交付异常,目前已开始建设车规级产线。2022年,根据比亚迪半导体招股书可知,公司拟募资3.12亿元用于建设年产能24万片的车规级SiC晶圆生产线。

比亚迪之所以迫切需要提升SiC产能,是因为除现有车型需要之外,比亚迪将上市的海豹车型计划搭载800V技术,以实现充电5分钟,最大续航150公里。

SiC主要为800V超高压快充技术提供基础支撑,比亚迪纯电平台E3.0推出全新一代SiC电控,采用自主研发的全新SiC MOSFET电控模块、高性能氮化硅陶瓷及集成NTC传感器,使整个电控单元功率密度提升近30%,电流最大840A,电压最大1200V,电控最高效率达99.7%。

最后,是比亚迪2003年开始研究的混动技术,目前已经迭代至第四代DM技术,其中DM-p主打高性能,满足追求速度的消费者;DM-i主打高性价比,满足追求经济性的消费者。相较于理想采用的发动机只负责发电,不会直接驱动车辆的技术路线,比亚迪DM系统技术壁垒更高。

而在比亚迪DM系统中,发动机不仅要发电,在必要时还可直接参与驱动车辆,其主要技术壁垒在于不同路况下动力源的切换。能做到这一点,离不开比亚迪近些年的技术积累,

根据企查查发布的《新能源汽车专利20强企业榜单》可知,比亚迪所拥有的专利数量达到9426件,远超第二名的5243件。而在《发明专利TOP20新能源汽车企业榜单》、《实用新型专利数量TOP20新能源汽车企业》中,比亚迪均排名第一。

电动车红利

根据比亚迪4月份产销报告,比亚迪今年4月已经全面停产燃油汽车。其实也不难理解,在电动车领域,比亚迪已经积累了大量技术,而且从未来发展来看,电动车将来也一定会大范围替代燃油车。

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首先是碳中和背景下,海南已经开始计划在2030年全面普及电动车,并在2030年不再销售燃油车。纵观全球,欧美国家大多数计划在2035年前后全面禁售燃油车,近年来欧美电动车交付量正在逐渐提升。

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在燃油车时代,截至2019年,我国千人汽车保有量约为173辆,为美国的1/4,日本的1/3,汽车保有量仍有提升空间。

根据未来五年发展规划,和远景目标相关内容,2035年我国人均国内生产总值达到中等发达国家水平,中等收入群体显著扩大,有望带动汽车消费,而在“双碳”背景下,电动车渗透率将逐步提升。

对比全球各大老牌整车厂,比亚迪2022年4月开始停售燃油车,占有明显的领先优势。根据公开资料,宝马规划2023年前电动车型达25款,2025年电动化率达15%-25%;戴姆勒计划于2025年、2030年分别实现25%、50%的电动化率;福特则规划2026年开始,在欧洲销售的所有乘用车都将配备电池,或插电式混合动力传动系统。

为进一步引导电动车企良性竞争,并对海外大厂形成技术优势,我国在未来五年主要将围绕能源动力、电驱系统、智能驾驶、车网融合、支撑技术、整车平台6个技术方向共18个项目展开研究。

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除技术难关外,我国还不断推出措施拓展新能源汽车应用空间。从2020年7月开始,至2021年12月,多部门连续发布文件推动新能源车型下乡,其中在2020年07月-12月,下乡车型销量超过20万辆,同比增长了80%;2021年01-11月,新能源下乡车型累计销售92.7万辆,较同期增长1.9倍。

为解决大量新增新能源车充电问题,从2015年开始,我国就开始逐步部署充换电、老旧小区改造。截至2021年末,我国公共充电桩保有量达114.7万台,私人充电桩保有量为147.0万台,车桩比为3.22,换电站保有量为1298座,充换电基础设施仍有提升空间、服务模式有待创新完善。

在充电站的支撑下,我国新能源汽车销量猛增,2021年全年,国内新能源汽车累计销量为298.9万辆,同比增长169.1%。相信在各方努力下,未来五年新能源渗透率将进一步提升,从而推动相关企业业绩持续高增长。


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