BMW在上個(gè)月26號(hào)舉辦了有關(guān)電池與原材料的分析師和投資者的交流活動(dòng)，有關(guān)兩個(gè)主題——《寶馬集團(tuán)電池技術(shù)》和《可持續(xù)原材料管理》的內(nèi)容，我想花一些時(shí)間來講�？v觀整個(gè)思路，我感覺BMW其實(shí)一直在向投資者表達(dá)幾個(gè)事情——

1）BMW是在很清楚地平衡高性能與低成本兩種戰(zhàn)略，未來的電池發(fā)展是走高鎳和固態(tài)的道路，而LFP的策略雖然特斯拉在大規(guī)模的走，但從BMW整體來看還是要圍繞高鎳電池來打；

2）BMW在電池原材料上布局是很早的，還是會(huì)從各方面努力去掌控。

Part 1：BMW的電池技術(shù)

1）BMW的電池整體技術(shù)介紹

在寶馬i4電動(dòng)車的整車成本中電池系統(tǒng)成本占到40%，而電池系統(tǒng)的20%來自于模組以及系統(tǒng)成本，電芯的價(jià)值鏈里面，20%的成本是電芯生產(chǎn)（電芯工廠的價(jià)值），80%的成本是電池材料�？傮w來看，現(xiàn)在電池的重要性對(duì)于消費(fèi)者感知來說，是關(guān)系到電動(dòng)汽車的關(guān)鍵屬性——續(xù)航里程，充電時(shí)間，驅(qū)動(dòng)功率，車輛價(jià)格。

圖1 BMW的考量，從安全、能量密度、壽命、成本和能量密度

我個(gè)人感到有些迷惑的地方是，之前BMW對(duì)電動(dòng)汽車的投入時(shí)斷時(shí)續(xù)，而電池的研究是從2008年開始（與A123一起合作Active Hybrid項(xiàng)目就進(jìn)行了鋰電的研究），2012年就建立了電池研發(fā)項(xiàng)目，2017年開始建立寶馬電池電芯部門（超過300人），2020年開始建立電芯的試制生產(chǎn)。

備注：你說BMW這么牛的一手扶持了CATL，怎么就不在國內(nèi)早點(diǎn)買一家電池企業(yè)開始搞，目前BMW是在歐洲唯一沒有深度進(jìn)入電芯生產(chǎn)領(lǐng)域的德國車企。

圖2 BMW的電池研究狀態(tài)

BMW的電池LAB涵蓋的內(nèi)容包括材料特性、化學(xué)體系開發(fā)、配方研發(fā)、性能和安全測(cè)試、失效分析等。在電芯試制方面也有所涉及，甚至開始和合作伙伴一起進(jìn)行試生產(chǎn)量產(chǎn)準(zhǔn)備，咋就沒宣布要搞電池？這里的核心邏輯是，做電池其實(shí)涵蓋了太多的環(huán)節(jié)，包括從原材料的采礦和提純，材料的量產(chǎn)，電芯開發(fā)，電芯量產(chǎn)，電池模組開發(fā)和量產(chǎn)，電池工廠投產(chǎn)使用，電池二次使用和分解，材料的回收利用等等。

圖3 BMW的電池研究

這里一個(gè)很有意思的地方是，BMW也知道目前中國法規(guī)中“熱失控傳播實(shí)驗(yàn)在五分鐘內(nèi)要起到作用，未來可能要擴(kuò)展到40分鐘”。

圖4 國內(nèi)的同行在安全會(huì)議上要求往24小時(shí)起步，甚至開始提議完全整包起火限定

2）BMW電芯開發(fā)路線圖

BMW的電芯技術(shù)路線圖，主要分解為分高性能電池（性能提升）和低成本電池（成本降低），而電池的最終演化路徑還是往固態(tài)電池方向走的。在下面這張圖中，BMW把LFP電池的能量密度是劃得比較低的，我的判斷，BMW推行的小尺寸規(guī)格電芯想要做高能量密度電芯是比較困難的。

A）低成本電池：也就是說在現(xiàn)有的NCM和NCA三元的基礎(chǔ)上，第一步推行無鈷化，第二步無鈷并且采取低鎳策略，往富鋰錳的方向走——可能BMW認(rèn)為鎳都貴了。

B）高性能電池：提升性能方面采取富鎳的技術(shù)路線，第一步采用氧化硅與石墨混合的方案，第二步采用高摻硅的負(fù)極與Si-C化合物的方案。

C）LFP電池則作為低成本入門車型的配置。

BMW在固態(tài)電池路線上已經(jīng)投了不少錢，所以將電動(dòng)汽車的出路是寄托在這個(gè)技術(shù)路線上的。

圖5 BMW的電芯技術(shù)路徑

我現(xiàn)在理解BMW從方殼電池?cái)U(kuò)展到大圓柱電池技術(shù)路線上，其實(shí)和特斯拉的想法是完全一致的——想要往更高能量密度的方向走，圓柱的路線更容易實(shí)現(xiàn)一些。

· 極片設(shè)計(jì)趨勢(shì)：主要包括增加壓實(shí)密度（限制電芯功率）和優(yōu)化涂布； 

· 電芯設(shè)計(jì)趨勢(shì)：1.增加有效區(qū)間，充分JR在電芯的空間利用率（主要方法是從卷繞改為疊片，這個(gè)會(huì)受限于成本） 2.提升成組效率（風(fēng)險(xiǎn)為電芯膨脹力）減少鋁箔、銅箔、隔膜的厚度（風(fēng)險(xiǎn)是安全） 3.增加電芯的大小，提升電芯的有效空間使用率（風(fēng)險(xiǎn)為安全）。 

圖6 BMW往高能量密度電池的方向發(fā)展

固態(tài)電池講了這么多年，核心的優(yōu)點(diǎn)是帶來更好的安全性和高能量密度的潛力，但是目前所有的車企都沒辦法對(duì)固態(tài)電池的最終性能做出估計(jì)，幾乎所有的汽車企業(yè)與主流電池企業(yè)都在在進(jìn)行驗(yàn)證，然而目前其實(shí)還沒有確定性的數(shù)據(jù)。

圖7 這個(gè)殺手锏到底是否有用，有賭的成分

Part 2：電池原材料管理

其實(shí)在整車企業(yè)中寶馬是特別早就對(duì)鋰資源所有保證的——通過BMW I Ventures項(xiàng)目來做，因此在所有汽車企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資里面，BMW也是我學(xué)習(xí)的藍(lán)本，我個(gè)人覺得I Ventures做得還是不錯(cuò)的，需要持續(xù)學(xué)習(xí)。

圖8 BMW 對(duì)鋰資源投資

幾乎所有的汽車企業(yè)對(duì)于長期資源的鎖定都有自己的想法，并且都在無稀土的電機(jī)上做了儲(chǔ)備。

圖9 確保核心資源的獲取

小結(jié)：

我覺得汽車企業(yè)進(jìn)入電池領(lǐng)域，很大程度上是一個(gè)必須（不得不做）的事情，如果想太多而不是直接想辦法去迭代，可能會(huì)錯(cuò)過很多的機(jī)會(huì)。這段時(shí)間最為低估的還是4680大圓柱電池對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)帶來的巨大影響，這方面的內(nèi)容等合適的時(shí)候再和大家詳細(xì)聊聊。

圖｜網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)截圖

作者簡介：朱玉龍，資深電動(dòng)汽車三電系統(tǒng)和汽車電子工程師，著有《汽車電子硬件設(shè)計(jì)》。