鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：802次 | 2020年08月07日
我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展指數(shù)處領(lǐng)先地位，電動(dòng)汽車(chē)的電池戰(zhàn)略又將何去何從？
1.2018年全球電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展指數(shù)核心觀點(diǎn)
我國(guó)在2018年全球電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展指數(shù)中仍處于領(lǐng)先地位。盡管法國(guó)在技術(shù)層面位于前列，但我國(guó)在行業(yè)與市場(chǎng)層面仍保持領(lǐng)先(請(qǐng)參見(jiàn)圖2)。
我國(guó)在汽車(chē)和電池生產(chǎn)上的預(yù)計(jì)上升量巨大，領(lǐng)先地位進(jìn)一步強(qiáng)化。
由于預(yù)計(jì)上升強(qiáng)勁并在市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位，電池制造商將采取更多措施保證原材料供應(yīng)，加大對(duì)價(jià)值鏈上游的投入。
領(lǐng)先電池制造商預(yù)計(jì)將擴(kuò)大主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，在與整車(chē)廠的談判中占據(jù)更加有利的地位。
為降低對(duì)電池制造商的依賴(lài)，整車(chē)廠可以做出以下兩種戰(zhàn)略選擇：
與供應(yīng)鏈上的相關(guān)公司建立緊密的長(zhǎng)期合作關(guān)系，就基礎(chǔ)產(chǎn)量達(dá)成協(xié)議，并以可迅速調(diào)節(jié)產(chǎn)量的內(nèi)部生產(chǎn)作為補(bǔ)充。
幫助建立強(qiáng)勁的電池模塊供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)持續(xù)從市場(chǎng)上眾多的電池制造商處進(jìn)行采購(gòu)。
2.全球七大重要汽車(chē)國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)格局概述
在上一份報(bào)告公布之后，全球七大重要汽車(chē)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)格局略有變化(請(qǐng)參見(jiàn)圖1、2)。我國(guó)保持總體領(lǐng)先地位；美國(guó)排名上升，與我國(guó)并列首位。日本在行業(yè)與市場(chǎng)兩個(gè)層面上均有上升，超越德國(guó)，位居第三位。
法國(guó)在技術(shù)層面處于領(lǐng)先地位
法國(guó)在技術(shù)層面仍處于領(lǐng)先地位。法國(guó)整車(chē)廠提高了插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的產(chǎn)量，擴(kuò)展了過(guò)去相對(duì)狹窄的產(chǎn)品線，但仍重要關(guān)注低成本、高性?xún)r(jià)比的小型純電動(dòng)汽車(chē)。德國(guó)整車(chē)廠的產(chǎn)品組合更加豐富，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向插電式混合動(dòng)力汽車(chē)與純電動(dòng)SUV，導(dǎo)致德國(guó)的技術(shù)指標(biāo)得分與去年相比略有下降，但仍保持在了第二位。隨著近期大量計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)型的公布與推出，德國(guó)有望在未來(lái)的評(píng)估中提高技術(shù)指標(biāo)的評(píng)分。
韓國(guó)整車(chē)廠近年來(lái)推出了越來(lái)越多高性?xún)r(jià)比的車(chē)型，并反映在了終端零售上，韓國(guó)的排名也由此逐漸上升(請(qǐng)參見(jiàn)圖4)，在技術(shù)層面上超過(guò)日本，位居第三。日本整車(chē)廠在現(xiàn)有的產(chǎn)品組合中新增了電池容量較大的新車(chē)型，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的產(chǎn)量占比有望加大。由于插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的電動(dòng)續(xù)航里程較短、電動(dòng)最高時(shí)速較低，其產(chǎn)量占比的新增將一定程度上拉低日本整體電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)能力水平。而且由于插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的電池容量較低，大部分車(chē)型所配備的充電技術(shù)也較為基礎(chǔ)。
美國(guó)整車(chē)廠重點(diǎn)關(guān)注中型純電動(dòng)汽車(chē)，在技術(shù)能力上略有提升，排名超過(guò)日本。盡管中型純電動(dòng)汽車(chē)花了很長(zhǎng)時(shí)間才得到經(jīng)銷(xiāo)商的青睞，但美國(guó)整車(chē)廠中這一車(chē)型的產(chǎn)量在過(guò)去一年中顯著提高。
政府對(duì)電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)的支持正在減少，部分國(guó)家的經(jīng)費(fèi)持續(xù)降低。政府研發(fā)項(xiàng)目已經(jīng)接近尾聲，目前也沒(méi)有新的項(xiàng)目上馬；即使有，規(guī)模也非常有限。這一變化在我國(guó)體現(xiàn)得更為明顯(請(qǐng)參見(jiàn)圖5)。法國(guó)的補(bǔ)貼占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比例仍然最高，所以在技術(shù)層面仍占據(jù)領(lǐng)先地位。我國(guó)則有所下降，排名僅高于意大利。
就“行業(yè)”指標(biāo)而言，我國(guó)處于領(lǐng)先地位，韓國(guó)迎頭趕上
我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)與電池生產(chǎn)上升快、預(yù)期高，在行業(yè)層面上繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。美國(guó)居于第二位，純電動(dòng)與插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了高達(dá)100%左右的上升。德國(guó)的上升率與美國(guó)持平，但總體而言，德國(guó)的電池生產(chǎn)較為欠缺，在行業(yè)層面上排名第五，落后于日本和韓國(guó)。日本排名第三，但韓國(guó)的電池生產(chǎn)占全球的份額高于日本(請(qǐng)參見(jiàn)圖7)。
韓國(guó)整車(chē)廠車(chē)型大幅新增，上升率較高，汽車(chē)產(chǎn)量上升了400%，在絕對(duì)產(chǎn)量上高于法國(guó)，但仍低于日本。意大利排名最末，預(yù)期產(chǎn)量并無(wú)顯著提高。在未來(lái)幾年內(nèi)，我國(guó)有望保持總體領(lǐng)先地位，這重要是基于過(guò)去18個(gè)月中頒布的多項(xiàng)法律法規(guī)：
2018年四月二十六日，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)、我國(guó)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟聯(lián)合公布《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池和氫燃料動(dòng)力電池行業(yè)白名單暫行管理辦法》，隨后公示的第一批白名單中，SK創(chuàng)新、三星SDI和LG化學(xué)參與投資生產(chǎn)的電池制造商上榜。
2017年二月二十日，我國(guó)工業(yè)和信息化部公布《促進(jìn)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方法》，重要目標(biāo)是到2020年，新型鋰離子動(dòng)力鋰電池單體比能量超過(guò)300瓦時(shí)/公斤；系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260瓦時(shí)/公斤、成本降至1元/瓦時(shí)以下，使用環(huán)境達(dá)-30℃到55℃，可具備3C充電能力。由此，技術(shù)含量較低的電池制造商很可能被迫退出市場(chǎng)。
2016年底，工業(yè)和信息化部公布《汽車(chē)動(dòng)力鋰電池行業(yè)規(guī)范條件(2017年)》(征求意見(jiàn)稿)，要求鋰離子動(dòng)力鋰電池單體公司年產(chǎn)量力不低于80億瓦時(shí)，系統(tǒng)公司年產(chǎn)量力不低于80000套或40億瓦時(shí)。
2018年四月十七日，我國(guó)國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)宣布，2018年取消專(zhuān)用車(chē)、新能源汽車(chē)整車(chē)制造外資股比限制；2020年取消商用車(chē)外資股比限制；2022年取消乘用車(chē)外資股比限制。
市場(chǎng)全面發(fā)展
就市場(chǎng)發(fā)展而言，各國(guó)電池和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的銷(xiāo)量都十分可觀。我國(guó)的銷(xiāo)量比前一年上升了約70%。2017年，我國(guó)純電動(dòng)與插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在新注冊(cè)車(chē)輛中的占比超過(guò)了2%，成為首個(gè)超過(guò)這一比例的國(guó)家。
德國(guó)電動(dòng)汽車(chē)需求上升了90%以上，純電動(dòng)與插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在新注冊(cè)車(chē)輛中的比例約為1.5%，在市場(chǎng)層面位居法國(guó)之后，排名第三。法國(guó)相比德國(guó)絕對(duì)銷(xiāo)量較低，但市場(chǎng)占有率略高，銷(xiāo)量上升較為溫和，同比上升25%，與排名第四的美國(guó)持平。
日本市場(chǎng)繼2016年陷入停滯后，現(xiàn)已開(kāi)始大幅回升，上升速度創(chuàng)下歷史新高。同樣，韓國(guó)的上升率也高達(dá)三位數(shù)，但電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)占有率仍不足1%，排名僅為第六位。由于意大利本土整車(chē)廠鮮有電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型推出，導(dǎo)致純電動(dòng)與插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在2017年新注冊(cè)車(chē)輛中的占比僅為0.25%，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)并未出現(xiàn)顯著上升(請(qǐng)參見(jiàn)圖8)。
圖3說(shuō)明了三個(gè)指標(biāo)隨時(shí)間變化的發(fā)展情況。
3.詳細(xì)分析
3.1整車(chē)對(duì)標(biāo)分析關(guān)鍵性能屬性
隨著電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，對(duì)標(biāo)分析的重要性迅速提高。電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的研發(fā)周期越來(lái)越短、公布的新車(chē)型越來(lái)越多，許多整車(chē)廠和供應(yīng)商很難對(duì)產(chǎn)品做出正確的市場(chǎng)定位。功能對(duì)標(biāo)與設(shè)計(jì)的對(duì)標(biāo)分析能幫助整車(chē)廠和供應(yīng)商回答關(guān)鍵問(wèn)題。二者在細(xì)節(jié)問(wèn)題差別很大，整車(chē)廠一般關(guān)注系統(tǒng)或技術(shù)水平，而供應(yīng)商則更加關(guān)注子系統(tǒng)、子部件與零部件層面的多種解決方法。
傳動(dòng)系統(tǒng)與能源儲(chǔ)存是關(guān)鍵部件
功能對(duì)標(biāo)分析關(guān)注傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣/電子或高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)與底盤(pán)功能的詳細(xì)分析。傳動(dòng)系統(tǒng)與能源儲(chǔ)存是決定電動(dòng)汽車(chē)性能的關(guān)鍵部件。所以，分析能耗、檢查電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率、識(shí)別電池組的詳細(xì)特點(diǎn)非常重要。
例如，功能對(duì)標(biāo)強(qiáng)調(diào)不同功率電子組件效率水平(集中在90%-98%之間)的重要變化，這一分析將影響汽車(chē)的整體效率。功能對(duì)標(biāo)分析可以放在設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)分析之前，分析所有單個(gè)部件的構(gòu)造并計(jì)算重量平衡。設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)分析包括拆卸整車(chē)并分析所有相關(guān)系統(tǒng)與部件細(xì)節(jié)，即各個(gè)部件的設(shè)計(jì)、重量、尺寸、材料使用以及在汽車(chē)中的位置和使用的連接技術(shù)。
電池重量問(wèn)題
對(duì)標(biāo)分析結(jié)果表明，中等續(xù)航里程的純電動(dòng)汽車(chē)中電池的重量比例與內(nèi)燃機(jī)的重量比例基本相同，續(xù)航里程較長(zhǎng)的純電動(dòng)汽車(chē)中電池的重量比例則高于內(nèi)燃機(jī)的重量比例(請(qǐng)參見(jiàn)圖9)。
在這種情況下，高壓電池中高達(dá)86%的重量來(lái)自于電池組與電池管理系統(tǒng)，另外約11%的重量來(lái)自于電池外殼，而且該重量占比根據(jù)其在汽車(chē)結(jié)構(gòu)中安裝位置的不同可能會(huì)更大，特別是考慮到碰撞安全的要求。因?yàn)榕c碰撞安全功能相關(guān)的電池外殼可能在總重量中的比例超過(guò)40%，這將輕易地改變重量占比結(jié)構(gòu)。
因此，汽車(chē)電池外殼的設(shè)計(jì)與位置可以成為電動(dòng)汽車(chē)制造商拉開(kāi)差距的關(guān)鍵因素。電池充電器集成、熱管理優(yōu)化、創(chuàng)新合成材料的應(yīng)用以及連接技術(shù)可以幫助減輕電池外殼的重量，從而提高電池系統(tǒng)的能量密度。此外，為了實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航里程，要電池容量更大的高壓電池，因此未來(lái)電池重量要進(jìn)一步降低。
系統(tǒng)重量上升將不可防止地提高系統(tǒng)成本，從而要更多的科研投入來(lái)降低成本。在這樣的背景下，一些瞄準(zhǔn)小眾市場(chǎng)的制造商逐漸向高產(chǎn)量汽車(chē)市場(chǎng)靠攏，尋求與傳統(tǒng)整車(chē)廠直接競(jìng)爭(zhēng)的定位。因此，除了傳統(tǒng)整車(chē)廠生產(chǎn)的汽車(chē)以外，這些造車(chē)新勢(shì)力所生產(chǎn)的汽車(chē)也是非常有意義的對(duì)標(biāo)對(duì)象(請(qǐng)參見(jiàn)圖9)。
因此，在汽車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)候，對(duì)標(biāo)分析能夠?yàn)槠涔?yīng)清晰的市場(chǎng)定位，直接就汽車(chē)的技術(shù)能力和設(shè)備來(lái)比較電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)的不同之處。作為關(guān)鍵系統(tǒng)，電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)與電池系統(tǒng)展現(xiàn)了相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?。而關(guān)于電池組來(lái)說(shuō)，未來(lái)幾年內(nèi)(供應(yīng)商的)電池水平和(整車(chē)廠及供應(yīng)商的)系統(tǒng)水平的發(fā)展將至關(guān)重要。
3.2電動(dòng)汽車(chē)的電池戰(zhàn)略將何去何從？
未來(lái)十年，全球電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量預(yù)計(jì)將大幅提高，其重要?jiǎng)恿?lái)自于我國(guó)與歐盟28國(guó)為減少二氧化碳排放而設(shè)立的嚴(yán)格的法規(guī)框架。由此預(yù)計(jì)，對(duì)電池的需求將在短短幾年內(nèi)倍增?？傮w而言，汽車(chē)電池的需求預(yù)計(jì)將從2017年的74GWh上升到2030年的近1600GWh。
除了提升汽車(chē)銷(xiāo)量，整車(chē)廠還將進(jìn)一步提高每輛車(chē)的電池容量，以增強(qiáng)所有細(xì)分市場(chǎng)的客戶(hù)接受度。
然而到2025-2030年間，市場(chǎng)對(duì)電池的顯著需求會(huì)將電池供應(yīng)行業(yè)推向一個(gè)未知的規(guī)模，對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈形成挑戰(zhàn)，并將極大地加深價(jià)值鏈上下游各個(gè)公司之間的依賴(lài)程度。
直到2021年的短時(shí)間內(nèi)，預(yù)計(jì)重要的電池供應(yīng)商將進(jìn)一步提高市場(chǎng)地位。截至目前，四家重要電池供應(yīng)商已經(jīng)在我國(guó)以外的市場(chǎng)占據(jù)統(tǒng)治地位(請(qǐng)參見(jiàn)圖7)，預(yù)計(jì)直至2020-2021年都將繼續(xù)保持市場(chǎng)份額，在汽車(chē)領(lǐng)域不會(huì)出現(xiàn)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。2021年以后可能會(huì)出現(xiàn)技術(shù)水平上有競(jìng)爭(zhēng)力的挑戰(zhàn)者，我國(guó)供應(yīng)商的業(yè)務(wù)則可能走向國(guó)際化。
在我國(guó)，市場(chǎng)的限制與法規(guī)框架更加有利于本土電池制造商，2018年之前日本與韓國(guó)的重要電池制造商并沒(méi)有被加入白名單(白名單是新車(chē)購(gòu)買(mǎi)者獲取政府補(bǔ)貼的關(guān)鍵要求)，從而極大地推動(dòng)了入選白名單的本土電池供應(yīng)商的發(fā)展。寧德時(shí)代憑借其非常有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)基礎(chǔ)成為了重要贏家，近期與幾乎所有的合資與外資整車(chē)廠都簽訂了合同，供應(yīng)其在我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)。此外，寧德時(shí)代在德國(guó)東部的廠計(jì)劃于2019年底開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。
盡管如此，整車(chē)廠已經(jīng)意識(shí)到了他們?cè)谖覈?guó)市場(chǎng)上對(duì)寧德時(shí)代的潛在依賴(lài)性，并計(jì)劃采取應(yīng)對(duì)措施，最有可能的是在我國(guó)扶植某些挑戰(zhàn)者，提高其技術(shù)上的競(jìng)爭(zhēng)力，或者在開(kāi)放白名單之后重啟與日本和韓國(guó)供應(yīng)商的合作。
正如預(yù)期的那樣，汽車(chē)電池市場(chǎng)令人矚目的上升前景正在影響重要原材料的價(jià)格。在電池活性材料的所有重要元素——鋰、鎳、鈷、錳、鋁和碳中，鋰和鈷是價(jià)格敏感度最高的原料。鋰和鈷的重要需求直接來(lái)自于電池生產(chǎn)，而其他元素則不同，供應(yīng)給其他應(yīng)用的現(xiàn)有產(chǎn)量可轉(zhuǎn)而供給電池生產(chǎn)，所以供應(yīng)能一直得到保障。
因此，需求的新增將推高這些原材料的價(jià)格，從而帶動(dòng)電池前驅(qū)體原料和精料的產(chǎn)量提升，最終價(jià)格上漲會(huì)到達(dá)一個(gè)上限。然而，為保障實(shí)物供應(yīng)，無(wú)論是碳酸鋰或者氫氧化鋰，鋰的產(chǎn)量都要重新部署與提升。除了所需的初期投資之外，新項(xiàng)目上線的交付周期(最多十年)至關(guān)重要，這將決定市場(chǎng)持續(xù)異常高價(jià)的時(shí)長(zhǎng)。
鈷的實(shí)際供應(yīng)前景則更為嚴(yán)峻。由于鈷通常是銅或鎳的伴生礦，鈷的原材料產(chǎn)量由全球?qū)︺~或鎳的需求決定。因此，鈷市場(chǎng)仍存在投機(jī)行為，很可能將面對(duì)一段時(shí)間的實(shí)物供應(yīng)短缺。雖然國(guó)營(yíng)與私營(yíng)公司的鈷庫(kù)存可以部分緩解供應(yīng)短缺的問(wèn)題，但重要的整車(chē)廠與電池制造商在鈷礦合作開(kāi)采與精煉項(xiàng)目的投資活動(dòng)體現(xiàn)了保障供應(yīng)鏈的重要性。
重要受到提高電池能量密度的整體技術(shù)發(fā)展的影響，電池陰極材料在材料構(gòu)成上重點(diǎn)關(guān)注高鎳材料，例如NCM712(鎳:鈷:錳的比例為7:1:2)或NCA(鎳:鈷:鋁的比例為0.95:0.02:0.03)。到2023年，這兩種三元負(fù)極材料預(yù)計(jì)都將得到增強(qiáng)，并入第四種元素(錳或鋁)后形成NCMA，從而提高循環(huán)穩(wěn)定性(錳)或功率輸出(鋁)。
與如今的NCM523/NCM622等三元材料相比，以上這些材料除了提高具體的能量密度之外，還有可能替代或至少顯著減少鈷的使用。因此，所有重要公司都在開(kāi)發(fā)這類(lèi)陰極材料，但仍要克服某些循環(huán)穩(wěn)定性與充電能力方面的障礙。
重點(diǎn)關(guān)注單個(gè)電池類(lèi)型與電池發(fā)電量，與過(guò)去兩年原料價(jià)格的上漲相比，改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備與規(guī)模對(duì)節(jié)省電池成本的潛在影響更低(請(qǐng)參見(jiàn)圖13)。
為了克服對(duì)高度波動(dòng)的原材料價(jià)格的依賴(lài)，電池制造商可以采取以下三項(xiàng)措施：
采用鋰鎳鈷鋁為基礎(chǔ)的陰極材料和硅或鋰金屬箔等先進(jìn)的陽(yáng)極材料開(kāi)發(fā)下一代電池組，以此進(jìn)一步提高能量密度與充放電特性、降低鈷份額。然而，所有重要的業(yè)內(nèi)公司都在沿著同樣的技術(shù)路徑發(fā)展，而且其他原材料價(jià)格上漲的問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決，所以這一措施的效用有限。
引入更為先進(jìn)的制造工藝，例如干涂層、高速疊片、或使用鋰金屬陽(yáng)極材料的先進(jìn)電池設(shè)計(jì)等，以此提高制造與銷(xiāo)售、管理及一般費(fèi)用的杠桿。這一措施可以有效地補(bǔ)償原材料的較高成本，但沒(méi)有預(yù)防效果，也無(wú)法確保持久的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
在前體與原材料加工方面應(yīng)用上游一體化戰(zhàn)略，開(kāi)發(fā)全面集成的價(jià)格與供應(yīng)對(duì)沖策略，涵蓋從短時(shí)間現(xiàn)貨市場(chǎng)套期保值到冶礦與精煉項(xiàng)目大規(guī)模投資的所有潛在措施。
展望未來(lái)，引入下一代電池(從以NCM622為基礎(chǔ)的到鎳含量超過(guò)70%的化學(xué)電池)有望削減20%-25%的成本。致使價(jià)格下降的關(guān)鍵因素在于電池單體比能量的提升。除了總成本的降低以外，材料成本的比例將在目前50%的基礎(chǔ)上提高約5個(gè)百分點(diǎn)。2020年之后的新一代電池將進(jìn)一步提高電池材料的成本比例。
下一篇：涂布研究知識(shí)整理
