汽车行业中有一种观点,就是电池和电机都还需要进化1-2个层次才可以“闭眼买”,不然现在都是过渡产品或者牌号限制下的妥协之举。但作为产业链前瞻,这一期还是有些干货能分享出来的,看完我本文三个领域(电池、电机、一体压铸),大家应该有提前布局的意识,抓住市场的机会,能带来认知与财富拓展。

一、电池还需更进一步
我们先说电池,长期以来用户其实有一个误解就是固态电池很快就能普及,一直被誉为潜在的“Game changer”,可以解决电动EV电池的问题,例如充电时间、容量和起火风险。但固态电池的成本仍然高居不下。丰田预计其由固态电池驱动的电动汽车的续航里程将达到 1,200 公里——是目前主流电动EV续航里程的两倍多——充电时间将在 10 分钟或更短,但就是绝口不提一度电多少钱,所以能想象到目前这个概念是多么大的一张饼。

- 固态电池泡沫
现实中大批量生产固态电池成本高昂且困难重重,高盛曾警告称“未来十年扩大规模的道路相对艰难”。

这回在中国汽车工程学会的报告中,老王也看到红旗新能源专家给出的一个成本分析,目前全固态电池是40块钱每瓦·时,电动车1度是1kWh(1000瓦时),那么电动车带电量1度就得几万人民币,100度电池包光成本就好几百万,这是车企不可能接受的。

- 固态电池成本太高
固态电池成本构成的大头在于电极材料和电解质本身,那么现如今其实还有半固态电池的概念,某种角度来说是解决不了全固态电池后给出的妥协方案。学术角度来看,固态电池是聚合物电解质在高能量密度需求下的一种固态构建。

活性材料和导电剂在微观上呈颗粒状,它们被粘结剂粘结成多孔的电极结构。这种不连续的多孔结构让电极内部和电解质界面处的锂离子难以导通。目前的液态电解质能很好地润湿、渗透多孔电极,而固态电解质尤其是多孔结构的陶瓷电解质,会与电极在界面处形成点对点的接触,导致界面阻抗非常高,严重影响电池的使用。

相比之下,聚合物电解质的柔软特性能与电极形成相对好的接触。然而,现阶段,全固态的聚合物仍然难以像液态电解液一样润湿、渗透电极。因此,而半固态方案,我们片面理解就是通过向聚合物基体中添加液体成分,即形成凝胶状的聚合物半固态电解质,来形成类似液态电解液的效果,又有固态的优势。

- 半固态落地应较快
目前就界面问题方面还有极高挑战,是目前固态电池中亟待突破的领域之一,而聚合物电解质看似能够解决这个问题,实则依然有液体存在于电解质,说白了也就是没脱离目前最传统的液体电解质方案,依旧不算突破性进展。因此,半固态电解质电池自然有其噱头意义,但它们一定程度上也适用于高能量密度电池的构建,用户侧是能有感知和收益的。

二、电机还需要升级进化
轻量化一直是新能源行业重点攻关难题与用户痛点。尤其是越野范畴,除电池以外,电机轻量化同样是个挑战,一部分专业人士仍然认为,现阶段燃油+机械四驱仍是四驱最优解。毕竟一套机械四驱,100kg都不到,现在一套100kw以上的动力电机,电机加壳体就得80多kg了,前后双电机甚至4电机,重量确实挑战蛮大。

近期老王关注轴向磁场电机比较多,与径向磁通电机相比,轴向磁通电机具有许多电动汽车设计优势。这张是轴向磁通电机

而下图是径向磁通电机。怎么理解?就是线圈磁通量法拉第定律是根据电机输出轴同向的,就是轴向,下图的磁场方向显然是与转子半径方向一致,所以称之为径向。

一定尺寸电机的气隙表面积越大,它能产生的扭矩就越大。双转子三轴无轭轴向磁通电机具有双气隙,可以更好利用空间。最重要的是,电机外径和气隙表面的外径间不需要定子空间。换句话说,转子与定子一起旋转,而不是在定子内部旋转。这意味着,对于轴向磁通电机,磁体以及有效气隙距离旋转中心轴更远:与径向磁通电机相比,它具有更大的旋转轴杠杆,在相同的旋转轴上产生更大的扭矩。转子和定子之间的电磁通量密度。

分析气隙表面积和力臂(杠杆),我们可以得出径向磁通电机中的扭矩与电机直径的二次方成正比。然而,在轴向磁通电机中,它与直径的三次方成正比。在这一点上,可以拿碟刹和鼓式刹车来做比喻。

这可能是解决电四驱越野的新路线,目前轴向磁场电机主要有单定子单转子、中间定子双转子以及中间转子双定子三种结构。后者又被称作TOMS结构。

而中间转子双定子被称为Kaman结构。Toms 结构利用了内定子两个表面的铜来产生转矩,电机端部绕组的长度减小了,提高了电机的效率,但对轴承的要求非常高。而 Kaman 结构有两个冷却盘,机冷却非常有优势,由于只有一个转子盘,减小了转动惯量,但效率低于 Toms结构。目前多数电机暂时多数只用了单定子单转子结构

值得注意的是,以中间定子双转子结构 (R-S-R)为结构的轴向磁场电机,主要是英国 YASA的轴向磁场电机和比利时Magnax以中间转子双定子结构 (S-R-S)为其础结构的轴向磁场电机厂家代表为上海磁雷格,目前已能够量产。电机其实多种多样,今后随着新能源汽车的发展,可能有新的结构选择和车身的新型空间布局。接下来我们说一个落地做得非常好的领域。

三、一体压铸为电动车带来新机会
众所周知,电动车一大压力就是降本,电动车成本架构中,电池是最大的部分,之前老王节目提到过Model 3参考价值分布,电芯价值占32%,30万的车,小一半都是电池。不过这是大概2年前的估价,现在原材料价格有所下降,基本上一度电能做到1000千块钱这个级别了,带电六七十度就是6万块左右。

所以电动车需要从其他的领域寻找继续降本空间,车身结构领域近期是备受重视的一大选项。目前行业中一体压铸车身已占据电动车的主流,这项技术能将原先焊接工艺所需的50-70多个零件减少到2个。特斯拉做一体压铸是比较早的,示范效应体现明显。

- “特链”的示范效应
18年我国同意特斯拉在上海建厂,其目的是带动一批我国的本土供应商进入“特链”后转而提升国内产业链能力,比如电池是宁德时代,铝合金底盘结构件包括内饰、减振器和热管理有拓普、广东鸿图提供铝合金支架,而文灿股份则是负责提供铝合金车身结构件。

随着 Model 3 和 Y 国内销量的起飞,这些“特链”上的公司逐渐成长为国内供应链头部。拓普进入特斯拉供应链的三年时间里,营收翻了 3 倍,2019 年,拓普集团全年营收 53 亿元人民币,去年,营收已经增长至 160 亿元。市值也比两年前翻了两倍,目前市值为 818 亿元。

文灿股份和广东鸿图,原本就有铝合金、底盘相关技术。这些企业敏锐捕捉到一体压铸将普及的发展趋势,加速布局高压压铸业务,于是与香港力劲集团合作购买大型压铸机,一举成为汽车产业链中游的压铸厂,为国内车企提供压铸技术和零部件。

之前老王了解过文灿股份这家企业的相关业务,它是中国目前比较领先的汽车铝合金铸件研发制造企业之一,早在2018年4月就上市了,重点业务是高低压铸造和重铸工艺,铝合金精密铸件的研发、生产和销售,一开始是做传统燃油车,18年开始转型电机和新能源发变,车身结构件一体压铸也是公司的亮点项目,另外你想不到的他还触及了很多制动和底盘结构件领域。

目前文灿股份拿到了多家车企的压铸订单,可以被称作国内一体压铸龙头。加上收购法国百炼集团等因素,营收在过去三年里翻了不止三倍,从 2019 年 15 亿元增加至 2022 年的 52 亿元,市值也翻了两倍,目前市值为 108 亿元。
- 新势力入局“一体压铸”
国内一体压铸的合作方式不一,比如文灿股份是蔚来的压铸件供应商,为蔚来合作 ET5、ES6、EC6等多车型提供一体化压铸车身后地板。

而高合 HiPhi Y 的后舱一体式大铸件选择了拓普集团,能够将 40 个零件整合为一个。

小鹏则采取自建和采购两种方式,在武汉工厂自建压铸车间,引进压铸岛及自动化生产线;另一方式是采购广东鸿图的压铸零部件。小鹏今年 4 月发布的 “扶摇架构”,都采取前后一体式铝压铸车身,可以一次把 161 个零件压铸成形。

即将上市的理想MEGA同样道理,车身多个零部件采用一体压铸技术,其实之前一些传统汽车品牌尝试过一体压铸技术转型,有的车企重金购买了压铸机,但生产的成品良率差很多,为了能减少投入,快速应用压铸技术并保持良率,目前主机厂大多数还是选择和中游压铸厂合作。正所谓专业的事,还是要交给专业的公司去做,理想汽车估计也是算过账最终采用供应商的方式,该技术据说来自文灿股份。

如果算上焊接钣金件的缝隙填充需求变少、涂胶工艺简化、人效比增加和白车身重量优化,未来如果再有新材料,电动车的成本策略在一体压铸概念的带动下可能会有一个新高度。

- 华为的加持——M9最大弹性供应商
另外,老王给大家一个关键行业信息,上周智界S7发布,发布会上提到问界M9盲订已过3万,在这里提示大家要重视华为系下款车型M9的产业链布局机会,这辆车你不一定喜欢,但它有很强的产业带动能力。

前面我们提到,电动车需要从其他的地方去寻找降本的空间,那车身结构这块儿就是很重要的一个点。而最重磅的要看华为概念下AITO问界M9的上市,这辆车采用了全球最大的一体压铸铝车身。
结合前文这些信息整理后,线索指向了文灿股份,这家企业2020年完成了法国百炼集团并购,在全球共有15个生产基地,全球化布局轮廓已逐渐显现。老王了解到进一步的增量信息是,文灿不光是“被动接单”,他的工程师会深入与下游整车厂在车型设计之初就参与合作,甚至直接参与新车型研发,这一点来看文灿能从这些行为中获得很多其他中游供应商得不到的市场话语权。
公司拥有包括6000T、9000T超大型压铸机,其中6000T压铸,早已于2021年11月18日完成首次半片式后地板的试制,已在多个知名头部新势力客户整车厂中完成白车身安装下线;肉眼可见的是多款车型如问界M5/M7/M9,蔚来ET5/ES6/EC6/ES8,小鹏G6、X9,理想MEGA一体压铸大部分订单由该公司承接,目前文灿对内进行管理流程了迭代,员工技能层次有一定提升。

此外公司在9000T压铸机上也积累了丰富经验,类似的一体压铸企业老王看了一圈,其他拥有同款机型的企业可能在认知和经验上距文灿暂时有些小差距。文灿和力劲是战略合作伙伴,新型压铸机一般文灿也会用,比如下一步老王猜测力劲集团16000T的压铸机文灿估计也能够用到。

写在最后
整体来讲,这个世界的新能源蓝图还在快速绘制中,无论是电池还是电机,电动车应该还是会继续迎来一波“技术革命”之后才算真正成熟。我预测,2026年-2030年,将会实现一体压铸+超轻电机+轻量化高密度固态电池的低成本化。届时,电动车就可以闭眼买了,但行业布局可以提前去做,一些成熟公司已经拿出了行之有效的产品与技术,从产业链角度入手分析汽车市场,很多人可以收获一波“概念”收益。你们说呢?我是老王,下期见!
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