一、新能源汽車蓬勃發(fā)展,新能源汽車零部件迎良好發(fā)展契機(jī)
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國新能源汽車電池盒行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來前景研究報告(2024-2031年)》顯示,得益于新能源汽車的蓬勃發(fā)展,新能源汽車配套產(chǎn)業(yè)也迎來了良好的發(fā)展契機(jī)。近年來,我國陸續(xù)出臺了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》《促進(jìn)汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等多項政策,積極推動新能源汽車的發(fā)展,引導(dǎo)汽車產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)升級,支持優(yōu)勢特色零部件企業(yè)做大做強(qiáng),大力推動了動力電池、新能源汽車零部件等新能源汽車配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
根據(jù)數(shù)據(jù),2019-2021年我國新能源汽車零部件市場規(guī)模由1712億元增長至2870億元,年均復(fù)合增長率 29.48%。隨著新能源汽車滲透率不斷提高,預(yù)計2024年我國新能源汽車零部件市場規(guī)模將達(dá)6618億元,2030年我國新能源汽車零部件市場規(guī)模將超10000億元。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
二、電池盒是新能源汽車完整動力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,全球規(guī)模呈現(xiàn)較快增速
電池盒作為在新能源汽車中用以承載、固定、保護(hù)以及集成電池組的機(jī)構(gòu)部件,是構(gòu)成新能源汽車完整動力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。新能源汽車中,電池系統(tǒng)占到整車重量的 18%-30%,電池盒占電池系統(tǒng)重量的 10%-20%。
作為“一車一配”的新能源汽車電池系統(tǒng)關(guān)鍵零部件,電池盒市場規(guī)模與新能源汽車市場呈高度正相關(guān)關(guān)系,在新能源汽車行業(yè)需求提升驅(qū)動下也呈現(xiàn)較快增速。
以電池盒單車價值為 4000 元/臺測算(電池盒箱體單車價值量2000 元/臺),2023 年全球新能源動力電池盒市場規(guī)模約為 586 億元,增速超35%,預(yù)計 2030 年全球新能源動力電池盒市場規(guī)模將達(dá)到 2085 億元。其中,電池盒箱體2023年市場規(guī)模約為 293 億元, 2030 年預(yù)計將突破 1000億元,市場空間廣闊。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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三、新能源汽車電池盒趨向輕量化、安全化、一體化
1.輕量化
電池Pack質(zhì)量較大的是電芯,其次是下殼體、上蓋、BMS集成部件等。由于電芯的能量密度目前存在技術(shù)瓶頸,目前要達(dá)到輕量化的目的主要通過減小非電芯部分的質(zhì)量,電池盒減重首當(dāng)其沖。
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目前電池盒上游經(jīng)常使用的材料有鋼板、鋁板、塑料、碳纖維等,其中市場主流為鋁合金材料。
電池盒上游材料應(yīng)用情況
材料類別 | 上蓋材料 | 托盤材料 | 部分搭載車型 | 備注 |
鋼制殼體 | 鋼板 | 鋼材 | Nissan Leaf | 車身制造領(lǐng)域最傳統(tǒng)最成熟的工藝。 |
鋁制殼體 | 沖壓鋁板 | 壓鑄鋁 | 混動版CadillacCT6、Audi Q7 e-tron | 一體化壓鑄前受壓鑄機(jī)設(shè)備噸位限制,鋁壓鑄殼體尺寸較小,常用于混動車型動力電池系統(tǒng)。 |
鋁制殼體 | 沖壓鋁板 | 擠壓鋁 | Model S、ES8、MEB | 減重明顯、工藝成熟,擠壓鋁剛度強(qiáng)度較高,但生產(chǎn)效率較低。 |
混合材料 | 鋼板 | 鋁板 | Model 3 | Model 3電池上蓋是0.8毫米的鋼板,下托盤是3.2毫米的鋁板。 |
混合材料 | 塑料 | 鋁板 | 秦Pro EV500、帝豪EV450、傳祺GE3 530 | 上殼體輕量化明顯 |
碳纖維復(fù)材 | 碳纖維增強(qiáng)型復(fù)材 | 碳纖維增強(qiáng)型復(fù)材 | 蔚來ES6 | 蔚來ES6的碳纖維增強(qiáng)型復(fù)材(CFRP)電池外殼比傳統(tǒng)的鋁或鋼制電池外殼輕40%,具有高剛性,而且比鋁的熱導(dǎo)率低200倍。 |
一體化底盤 | (集成入車身地板) | 鑄鋁 | 特斯拉CTC底盤、比亞迪CTB底盤 | 將電池上蓋與車身地板集成。 |
資料來源:觀研天下整理
2.安全化
為了提高電池組的性能和安全性,電池盒的設(shè)計逐漸考慮更多因素,如散熱、壓力管理、防護(hù)等。關(guān)鍵技術(shù)突破包括更有效的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計、高性能隔熱材料的應(yīng)用、壓力平衡系統(tǒng)的設(shè)計等。未來電池盒將采用更先進(jìn)的熱管理系統(tǒng),如微通道冷卻、相變材料、熱管/均熱板等;更為有效的熱失控早期預(yù)警與抑制技術(shù),如阻燃材料、自動滅火裝置、熱隔離結(jié)構(gòu)等。
3.一體化
減少結(jié)構(gòu)件、提升能量密度是電池包目前的主要方向發(fā)展。其當(dāng)前主要實(shí)現(xiàn)路徑包括無模組設(shè)計電池包(CTP)、電芯向整車一體化集成(CTC),以及動力電池盒向底盤一體化。
新能源汽車的底盤設(shè)計有兩種途徑,一種是由傳統(tǒng)底盤改制設(shè)計,盡可能地沿用原有設(shè)計,根據(jù)需要進(jìn)行部分的改制工作,開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短,并且能夠與傳統(tǒng)車共用平臺,并在很大程度上沿用傳統(tǒng)車的成熟零部件。但是考慮到公用性等,在開發(fā)設(shè)計的過程中受到的限制較多,總布置的難度較大,模塊集成化較低等缺點(diǎn)。另外一種是新能源專有平臺開發(fā),沒有燃油車公用等眾多限制,新能源專有底盤的設(shè)計可以更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越,因此專有平臺已經(jīng)成為新能源汽車底盤設(shè)計的新趨勢。
動力電池盒向底盤一體化方向發(fā)展,可以將部分電池包的承重轉(zhuǎn)移到底盤上,實(shí)現(xiàn)車輛簧載質(zhì)量的增加,改善底盤性能。同時底盤一體化發(fā)展還將減少零件個數(shù),降低車輛裝配難度,有助于全自動生產(chǎn)線的建設(shè)。在此過程中,制造成本與人工成本將被降低。(zlj)
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