作為未來出行的終極模式，BEV最終將為客戶提供比ICE或混合動力汽車更低的TCO（總擁有成本）。隨著電池成本的持續(xù)下降以及密集充電基礎設施網絡的部署，未來十年內BEV將大規(guī)模普及。

最近吉利控股關聯公司錢江鋰電開始破產重組。汽車動力電池新國標實施三年來，業(yè)內已有近百家企業(yè)倒閉破產。行業(yè)專家認為，電池企業(yè)困境的發(fā)生在于補貼退坡、動力電池產業(yè)集中度提升，優(yōu)勝劣汰是行業(yè)發(fā)展的必然。在這一變革過程中，未來電池和與其相關的熱管理技術方向如何，市場機會又在哪里呢？

中國是最大市場

得益于基礎設施、監(jiān)管支持、技術推動、消費者參與因素的一致拉動，以及越來越多的可用車型（中國目前有60多個電動汽車品牌，全球絕無僅有），中國已成為上路電動汽車的主要市場，增速超過所有其他地區(qū)。

管理咨詢公司麥肯錫在關于電動汽車的市場報告中預計，2030年中國銷售的汽車中有40%以上將實現電氣化，電動汽車是主要技術；歐洲電動汽車的普及率將達到中國的40%；而美國電動汽車的使用存在更大的不確定性，估計仍將擁有最大的內燃機（ICE）資源。

電動汽車電驅系統(tǒng)構成

全電動汽車（BEV）是未來出行的終極模式，目前和未來一段時間使用的主要是鋰電池，其電池組通常由以下部件組成：

由陰極活性物質（決定電池電壓容量）、陽極活性物質、隔膜（防止短路）和儲存在電池殼中的電解質（平衡電流）組成，用以提供充電和放電的能量。

電池模塊：電芯連接在一個框架內，形成一個“模塊”，以防止其受到外部沖擊、熱量和振動的影響。這種格式可以實現不同的電池結構，通過電池串聯或并聯增加電壓或電流輸出。

管理控制器（MC）：有不同的層次，即電芯管理控制器（CMC）和模塊管理控制器（MMC）。CMC直接安裝在電芯上，測量電池電壓和溫度，并通過數字雙線總線進行通信。MMC收集多個CMC的信息并進行數據處理。

電池管理系統(tǒng)（BMS）：既是個電子控制板，也是電池和整車控制器（VCU）之間的接口。其主要功能是利用充電和負載均衡防止深放電、過壓、快速放電、大電流消耗等損壞電池組。BMS還從MC收集信息，以監(jiān)測各種電池參數（如電池電壓、溫度、電流、充電/放電循環(huán)次數），計算電池的充電狀態(tài)/工作時間，并確定電池的健康狀況。系統(tǒng)的復雜程度隨電池組中電芯的數量而異。

配電模塊（PDM）：也叫電池接線盒（BJB），它是一個開關，用來連接/斷開電池與功率電子設備的連接，即通過安全保險絲、開關、熔絲開關、電阻器、斷路器、繼電器/接觸器、電氣連接和固態(tài)電源控制器（SSPC）來引導高電流，并防止電池受到過電流的影響。

冷卻系統(tǒng)：控制電芯溫度，保證電池組的安全性、功能性（冷啟動）和性能。冷卻系統(tǒng)可分為被動和主動兩種，冷卻介質有空氣或液體。電芯完全浸入冷卻劑是最高性能應用的做法。

電池可能出現短缺

據麥肯錫預測，從全球看，到2025年電動汽車電池供應量將增長到約750GWh，比2018年的200GWh年增長20%。雖然這與2023年之前的需求相符，但如果新增產能不能迅速擴大，供應短缺可能會在隨后出現。

對歐洲而言，預計供應量將以每年約40%的速度增長，從2018年的15GWh增長到2025年的150GWh以上。在歐洲，如果需求增長快于預期，或需要更長時間才能充分利用計劃產能，也可能導致供應短缺。歐洲產能增長的主要動力源于亞洲電池供應商在歐洲主機廠附近建造大型工廠，以及Northvolt正在瑞典建造一座32GWh的工廠。

全球和歐洲鋰電池供需展望

產業(yè)結構與成本構成

汽車電氣化的核心是電池，無論是作為唯一電源（如BEV）或與其他電源（如氫燃料）組合。近年來，伴隨技術進步、生產工藝優(yōu)化和規(guī)模經濟，作為BEV主要成本構成的電池成本已大大降低，但電池組成本仍占整車總成本的50%左右。

從產業(yè)結構看，亞洲電池生產商一直主導著電池市場，引領著技術發(fā)展。盡管競爭日益激烈，在上游電池生產領域，亞洲公司目前提供的所有組件約占市場的一半至四分之三，營業(yè)利潤在8%至14%之間。

歐洲和北美現有主機廠早期在內部制造電池的努力并不成功。目前，看有以下幾種主機廠與供應商的關系模型：

主機廠集成模式：主機廠高度參與，與電池制造商成立合資企業(yè)；

主機廠封裝模式：主機廠接管模塊和電池組的制造；電芯從外部采購；

主機廠導向模式：主機廠與集成電池、BMS和其他組件的Tier 1供應商合作，但主機廠對子供應商的設計、工程和選擇保持嚴格控制；

主機廠外包模式，主機廠缺乏電池/xEV專業(yè)知識，參與度低，從供應商處購買全套電池。

自2010年以來，以美元/千瓦時為單位的成本下降了約85%，進一步打開了BEV市場的發(fā)展空間。目前，電池組成本已平均降至接近約130美元/千瓦時，最佳電池成本已達110美元/千瓦時。

隨著電池化學的優(yōu)化和大型電池工廠開始實現高量產，預計電池成本不久將降低到100美元/千瓦時。電池成本的走低將進一步使BEV向大眾市場滲透。當然，不同地區(qū)的補貼、電價與燃料價格、稅收和轉售價值差異將在一定程度上影響其采用率。

規(guī)模經濟和技術改進，如2025年前鈷含量較低的高能陰極和2030年前的固態(tài)電解質，將導致成本降低，進一步推動包括BEV在內的xEV的使用。

電池化學關鍵技術趨勢

創(chuàng)新和大規(guī)模工業(yè)化是圍繞電池展開的關鍵趨勢，主要體現在以下一些方面：

電池組拆解

陰極：之前陰極化學側重于相對安全的技術，如LFP（磷酸鐵鋰）或LMO（鋰錳氧化物），但由于其在能量密度上的限制，已轉向鎳基材料為主，特別是NCA（鋰鎳鈷鋁氧化物）和NMC（鋰鎳錳鈷氧化物）。預計未來三到五年內，當前的NMC532和NMC622將被更高能量密度的陰極（如NMC811）所取代。鎳通常會增加電池的能量密度，而鈷則用于穩(wěn)定系統(tǒng)。通過提高陰極活性材料的均勻性和純度以及先進的電芯熱穩(wěn)定性管理，可以實現向更高鎳含量的過渡。

陽極：目前應用的主要陽極材料是石墨。其主要優(yōu)點包括它與鋰的電位相似，可以實現高電池電位，因此，電池的成本低，制造過程簡單、安全、環(huán)保。為了增加陽極的能量密度，加入了少量硅（大約5%）。預計到2025年，添加劑的用量將增加到20%，從而使能量密度提高三倍，約為1000毫安時/克。

電解質：下一代電解質的發(fā)展重點是液體電解質的改進和固體電解質的引入。由于液體電解質的高可燃性、毒性和有限的穩(wěn)定性，目前禁止使用高壓陰極材料來提高能量密度，因此液體電解質面臨著安全問題的關鍵挑戰(zhàn)。為應對這些挑戰(zhàn)，一些添加劑正在研發(fā)中，其中一些可能在未來幾年上市。討論最多的技術之一是固態(tài)電池，它不同于當前的電池技術，因為使用固體電解質，在能量密度、安全性、溫度穩(wěn)定性和成本方面具有最大的潛力。它有助于顯著減少充電時間，這將改變電動汽車的游戲規(guī)則。較短充電時間可減少長途充電需求，也楷體使用更小的電池。然而，固態(tài)電池的發(fā)展和商業(yè)化時間表仍不確定，在2025年之前擴大規(guī)模的可能性不大?！肮虘B(tài)”材料包括聚合物、硫化物、氧化物、磷酸鹽等，各有各的優(yōu)缺點。目前，最有前途的技術是硫化物，它允許高電流密度（即快速充電）、高溫穩(wěn)定性（即需要較小的冷卻系統(tǒng)）和良好的可制造性。固體電解質的另一個優(yōu)點是其電位，允許使用雙極電極進行疊層電池設計。與冷卻系統(tǒng)相結合，可以顯著降低電池組的重量、體積和成本。然而，這類材料面臨的最大挑戰(zhàn)是易受水的影響，需要在惰性氣體下生產。

電壓：電池組電壓正從平均400V增加到800V，將提高充電速度，還可以降低成本，因為較低的電流密度可以減少母線和電纜的尺寸和重量。

其他組件：多層次管理控制器將降低成本和提高效率；電池管理系統(tǒng)模塊化程度的提高可能會降低成本，實現更精確的測量，從而提高系統(tǒng)性能（如更快充電）；通過使用更緊湊的幾何結構和優(yōu)化材料（銅與鋁、機械繼電器與半導體），降低過熱風險，同時消除機械部件，使配電模塊得到改進，延長使用壽命；用碳化硅（SiC）取代硅MOSFET，可以使電池充電器具有更高的耐壓和耐高溫性能，實現更快的充電。

供應商如何成功？

電池主要是由電池生產商供應，封裝仍將是主機廠的重頭戲；電池管理系統(tǒng)將主要由供應商提供，應用軟件則由主機廠控制。作為電池供應商有幾個因素對成功至關重要：

技術領先：主機廠、電池制造商和陰極、陽極、隔膜、電解質和專用材料制造商之間的新聯盟正在形成。供應商需要通過內部創(chuàng)新和與價值鏈的頭部企業(yè)合作，了解快速變化的電池技術。

規(guī)模成本：對于電池制造業(yè)而言，實現成本競爭力的一個主要驅動力是規(guī)模，這將減少生產的資本支出，降低銷售管理費用和研發(fā)成本。而購買力的增加有助于確保供應，并改善與下游的談判地位。

原材料/供應商協(xié)議：最關鍵的原材料是鈷和鎳，通常由為電池生產廠家生產活性材料的公司收購。選擇合適的合作伙伴，甚至縱向整合上游，對緩解供應鏈的影響可能越來越重要。

汽車級認證：與消費類電子產品（鋰離子電池的起源）不同，用于汽車應用的電池必須具有汽車級質量。這意味著故障率僅為百萬分之幾，并且具有惡劣環(huán)境條件下的可靠性。

接近主機廠：趨勢是電池供應商和主機廠之間密切合作，以確保相關的承購量，并快速適應不斷變化的需求，后者可能從選定的供應商處購買電池并內部封裝。此外，未來供應商需要能夠提供主機廠要求的完整的48V系統(tǒng)。

循環(huán)經濟與可持續(xù)發(fā)展：電池制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展正受到越來越多的關注，決策者正在討論電池生命周期評估、分類和行業(yè)環(huán)境標準。與此同時，主機廠正在尋找既能避免電池回收成本，又能回收有價值原材料的方法。在產品設計、回收技術、甚至新的循環(huán)商業(yè)模式等方面的創(chuàng)新，都可能成為電池制造商和供應商大有可為的途徑。

價值鏈透明度：電池價值鏈的迅速擴大（到2030年將增長14倍）意味著對某些關鍵原材料的需求迅速增長，并帶來若干環(huán)境和社會風險（如鈷礦的童工）。能夠針對這些風險提高透明度和合規(guī)標準的供應商，將擁有更好的賣點。

備戰(zhàn)電動出行

電動出行（E-mobility）正處于一個重要轉折點，二氧化碳排放法規(guī)的增加，消費者對清潔運輸解決方案的偏好，以及電池成本下降，所需基礎設施的日益可用性將加速電動汽車在20世紀20年代初在主要市場的推廣。這些趨勢的規(guī)模和范圍正在顛覆供應鏈。

作為未來出行的終極模式，BEV最終將為客戶提供比ICE或混合動力汽車更低的TCO（總擁有成本）。隨著電池成本的持續(xù)下降以及密集充電基礎設施網絡的部署，未來十年內BEV將大規(guī)模普及。對此，您做好準備了嗎？