寶馬純電動iNEXT

汽車電動化了，得電池者得天下：電池成本可能占據(jù)汽車相當大部分，又決定了汽車主要性能。如果汽車企業(yè)還只是做一個簡單整合者，在這個蛋糕里面，還能切到多大一塊？

在電動化上探索最早的豪華品牌寶馬集團，把電動汽車的命脈把握到自己手里。這表現(xiàn)在，寶馬不僅掌握電芯技術和生產(chǎn)的know-how，而且上溯到了重點原材料，直接采購鈷和鋰。

“到2030年，我們將實現(xiàn)電芯的能量密度翻番，從而為我們的客戶提供兩倍的純電續(xù)航里程?！睂汃R集團董事長齊普策，11月14日在寶馬集團慕尼黑全新電芯技術中心啟用儀式上如此宣告。

他有這樣的信心，因為該中心不僅研究電池，而且生產(chǎn)電池原型。當天，《電動汽車觀察家》參觀了寶馬電芯技術中心，并參加了三個電芯相關的workshop。我轉述一下所見所聞，供車企、電池企業(yè)和消費者參考。

寶馬電芯技術中心原型電芯生產(chǎn)中的外殼安裝工位

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電池專家

寶馬車聞名遐邇，說是造車專家不過分，說寶馬是電池專家，大家可能會有疑問。

不過，你應該聽過這個故事。如今風光無限的寧德時代，剛開始做動力電池時不知道怎么做，寶馬則拿出了800頁動力電池需求說明。

整車的性能越高越好，但是受制于電芯能力。電芯能量密度很大程度決定了續(xù)航里程；峰值功率很大程度決定了最高時速；使用壽命決定了整車壽命；電芯是整車能量集中區(qū)域，安全性掛鉤整車安全；電芯在不同溫度下的表現(xiàn)，則決定了整車在極端氣候條件下的表現(xiàn)，比如在寒冷的條件下，是否還能充進去電，是否還能啟動……

只有對電芯有深入的了解，才能提得出詳細的、并且可實現(xiàn)的需求，從而確保整車性能。為此，寶馬在這個電芯中心投入2億歐元，目前擁有200名電池專家。

寶馬這個電芯技術中心剛剛啟用，但這絕不是他們研究電池的開端。寶馬對電池的研究和生產(chǎn)（非量產(chǎn)），至少有10年了。

他們的工作主要分成兩部分。首先是對電芯做分析研究，包括電芯幾大主材、電芯基本工藝和封裝模式。這讓他們應用最新材料更有把握。以811高鎳三元電芯為例，盡管這一電芯是行業(yè)熱點討論的話題，被認為是解決能量密度和降低成本的很好解決方案。但有把握首先將其付諸應用的是寶馬。2019年3月，寶馬X1插電式混合動力混合動力里程升級版上市，采用了811電芯。這是全球第一個量產(chǎn)811電池。

寶馬電芯技術中心負責人表示，2020年，很多車企和電池企業(yè)都將跟隨啟用811電池。

在此前工作的基礎上，寶馬全新電芯技術中心的實驗室，將繼續(xù)研究和分析，緊跟未來電芯發(fā)展趨勢。齊普策說，“我們可以確定在哪些情景下應該應用怎樣的材料或何種電池技術，從而在進一步推進電動化方面占據(jù)有利地位?！?/p>

其次是電芯的原型生產(chǎn)和測試。對于不斷涌現(xiàn)的新電芯技術，寶馬集團的做法是自己做一下試試，從而確定是否可以大量生產(chǎn)。

在這個寶馬全新電芯技術中心，有一條完整的原型電芯生產(chǎn)測試線，并且兼容方形和軟包兩種封裝模式。

這個原型試制中心是認真的。比如，811電池對生產(chǎn)環(huán)境的溫度和濕度要求極高。產(chǎn)線上的工人有時必須穿著全身包裹的特殊制服，以避免人體干擾環(huán)境，而且兩個小時就得休息一次。

電芯原型的生產(chǎn)讓寶馬能夠全面分析和深入理解電芯的價值創(chuàng)造過程。有了對于電芯生產(chǎn)的相關知識，寶馬能夠具體調(diào)試電芯的化學成分、電池力學和電芯設計。未來，寶馬將能夠為電池供應商提供電芯的具體規(guī)格和技術數(shù)據(jù)。寶馬集團目前的電芯供應商三星和寧德時代，以后都將從這個技術中心，領取規(guī)格和技術要求。

寶馬電芯技術中心的老化塔

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未來動力電池技術判斷：

對高能量電池有信心，

看好方形和軟包

相對燃油車，目前電動汽車續(xù)航里程仍然不夠長，同時成本還比較高。因此，寶馬的電芯研究最主要兩個課題：提升能量密度，降低成本。

寶馬電芯研究方向

寶馬沒有透露提升能量密度和降低成本的具體目標。只有齊普策提出的“到2030年，我們將實現(xiàn)電芯的能量密度翻番，從而為我們的客戶提供兩倍的純電續(xù)航里程?！?/span>

過去，寶馬采用的電池能量密度提升很快。以寶馬i3這款見證寶馬電芯應用全部歷史的車為例，它分別采用過60Ah，94Ah和120Ah的電芯，能量密度節(jié)節(jié)攀升。

齊普策所說的電芯能量密度翻番，是以現(xiàn)在新款i3的電池密度而言。根據(jù)新款寶馬i3在中國免購置稅目錄中的數(shù)據(jù)，新款寶馬i3動力電池系統(tǒng)能量密度達到152wh/kg。

如果2030年的目標達到，系統(tǒng)能量密度要接近300wh/kg，這意味著電芯能量密度要達到375wh/kg左右。

寶馬電芯技術中心的電芯燃料電池技術研發(fā)負責人Peter Lamp，在回應《電動汽車觀察家》提問時表示，2030年目標的實現(xiàn)，可能要用鋰金屬負極，電解質(zhì)則可能是固態(tài)的，而方形和軟包比較適合做固態(tài)電池，圓柱則不太適合。

如前所述，寶馬的原型電池生產(chǎn)線也是方形硬殼和軟包兩種方式。

寶馬制造方形硬殼電芯的原型

Peter Lamp的這一表述，和其合作伙伴寧德時代的電芯能量密度路線圖基本一致。目前的高鎳三元+硅碳負極，還能將現(xiàn)有能量密度提升一些，但即將遇到天花板。350wh/kg以上的就要用固態(tài)電池，通過高壓正極+鋰金屬負極實現(xiàn)。而更高的能量密度訴求，可能需要鋰空氣電池來實現(xiàn)。

寧德時代能量密度路線圖

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除非萬不得已

否則不自產(chǎn)電芯

寶馬啟用電芯技術中心，又具備原型生產(chǎn)能力，使得在場媒體都關切寶馬會不會自產(chǎn)電芯。

但是齊普策和技術中心的各負責人，都非常明確表達：目前都沒有自產(chǎn)電芯的打算。

寶馬i3三代電池由三星提供

目前，在電芯方面，寶馬的主要供應商是三星和寧德時代兩家。此前，在中國的寶馬新能源汽車，都用的是寧德時代的電芯；中國之外的基本是三星。

2018年，寧德時代在德國圖林根州埃爾福特市建設了首個海外工廠。當時，寧德時代透露，未來幾年，寶馬將從寧德時代采購總計40億歐元的電芯。其中的15億歐元將來自寧德時代在德國新建的工廠。這也意味著寧德時代將供貨疆域拓展到了寶馬的歐洲市場。

“Local for Local（本地為本地）” 電芯技術中心負責人Andreas Raith如此表達寶馬選擇電芯供應商時的原則。

電芯之外，寶馬對于動力電池系統(tǒng)生產(chǎn)，則是掌握在自己手里的。寶馬集團在德國丁格芬、美國斯帕坦堡和中國沈陽，分別有三個電池系統(tǒng)工廠。

寶馬2017年在沈陽打造了集電池研發(fā)、生產(chǎn)及測試于一體的動力電池中心，是在華開設電池中心的首個外資車企。這個電池中心，幫助華晨寶馬插電式混合動力BMW X1車型擁有在國內(nèi)插電式混合動力車型中最長的電動行駛里程。另外，該動力電池中心生產(chǎn)的BMW全新第五代動力電池，將應用在2020年沈陽生產(chǎn)的BMW iX3上，并銷往全球。

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掌控核心材料采購

在中國掀起電動汽車全球推廣之勢以來，隨著動力電池對鈷、鎳等原材料需求的倍增，鈷、鎳礦的價格已經(jīng)暴漲了幾輪。

鈷礦石

有長期規(guī)劃的車企和動力電池企業(yè)，都在核心礦產(chǎn)資源上做了布局。其目的有兩個：首先保證供應安全；其次盡量降低成本。

寶馬集團的塑料、化學品、工藝材料采購負責人Peter Zisch，在Workshop上說，他直接到全球各個礦產(chǎn)地，去比較甄選供應商。

寶馬將從2020年起直接購買鈷和鋰材料。這將保證這兩種重要的電池原材料來源的透明性。此外，這些采購合同還將保障2025年及以后的供應——未來，鈷材料將直接采購自澳大利亞和摩洛哥的礦山，鋰等其他材料將從澳大利亞采購。

對于鈷材料，中國電池產(chǎn)業(yè)界習慣從剛果采購。但是寶馬集團認為，剛果的鈷礦開采不符合可持續(xù)發(fā)展的要求，包括童工的使用，對當?shù)丨h(huán)境的破壞等等。寶馬也沒有放棄剛果，而是和巴斯夫、三星等一起，發(fā)起了跨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)開采示范項目。Peter Zisch表示，如果剛果的鈷礦開采符合了寶馬的可持續(xù)要求，也可以把剛果的供應商納入采購。

電動汽車市場雖然快速增長，但動力電池材料路線還在不斷變化，寶馬的直接采購，如何保持彈性？Peter Zisch介紹說，寶馬會時常和供應商溝通需求。此外，除了A級供應商，寶馬也有備選供應商，極端條件下可以快速將供應量翻倍。

直接采購，寶馬看重的是安全和可持續(xù)，在成本方面，Peter Zisch說在剛果和摩洛哥采購并無大差別。

一般而言，車企并不會參與電池材料的采購，而是由電池企業(yè)直接采購。Peter Zisch表示，寶馬這樣的安排，和供應商是有過溝通的。

另外，寶馬一直在探索周全的電池回收解決方案，目標是廢舊電池回收率達到90％以上。

寶馬集團是豪華品牌中推動電動化最積極企業(yè)之一，未來也還希望扮演先驅(qū)角色。寶馬集團在全球提供12款電動汽車，計劃到2023年將向市場提供25款電動汽車，其中超一半將是純電動汽車。產(chǎn)銷量方面，計劃2025年15-25%為電氣化車型，2030年50%是電氣化車型。

在這一前提下，寶馬在電芯研究、原型生產(chǎn)、原材料采購等方面的布局，用齊普策的話說，是“貫穿整個價值鏈”的策略。寶馬對電芯的技術、工藝和規(guī)格要求，相對電芯供應商有主動性，又掌握了核心原材料采購權，還參與動力電池回收——汽車電動化導致的價值鏈轉移，寶馬不會把利益讓與他人，而且將電動化競爭力的命脈掌握在了自己手里。（完）

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