Проблема «старения» актуальна практически повсеместно. Теперь очередь за аккумуляторами.
«Гарантийный срок большого количества аккумуляторов для новых транспортных средств истекает в течение следующих восьми лет, и необходимо срочно решить проблему срока службы аккумуляторов». Ли Бинь, председатель и генеральный директор NIO, в последнее время неоднократно предупреждал, что если эту проблему не решить должным образом, то в будущем на решение последующих проблем будут потрачены огромные средства.
Для рынка аккумуляторных батарей этот год – особенный. В 2016 году в моей стране была введена 8-летняя гарантия на аккумуляторы для новых автомобилей с электроприводом, или гарантия на 120 000 километров пробега. В настоящее время срок действия гарантии на аккумуляторы новых автомобилей с электроприводом, приобретенных в первый год действия этой гарантии, приближается к концу. Данные показывают, что в течение следующих восьми лет более 19 миллионов новых автомобилей с электроприводом постепенно перейдут на цикл замены аккумуляторов.
Для автомобильных компаний, желающих заняться бизнесом по производству аккумуляторов, это рынок, который нельзя упускать.
В 1995 году с конвейера моей страны сошёл первый в стране автомобиль на новой энергии — полностью электрический автобус под названием «Юаньван». За прошедшие с тех пор 20 лет индустрия автомобилей на новой энергии в моей стране медленно развивалась.
Поскольку уровень шума слишком низок, а сами автомобили в основном работают, пользователи пока не могут воспользоваться едиными национальными стандартами гарантии на «сердце» новых энергетических автомобилей — аккумулятор. Некоторые провинции, города и автопроизводители также разработали стандарты гарантии на аккумуляторы, большинство из которых предоставляют гарантию сроком на 5 лет или 100 000 километров, но их обязательная сила невелика.
Лишь в 2015 году годовые продажи автомобилей на новых источниках энергии в моей стране начали превышать отметку в 300 000, став новой силой, которую невозможно игнорировать. Кроме того, государство проводит политику «реальных денег», такую как субсидирование новых источников энергии и освобождение от налога на покупку, чтобы способствовать развитию новой энергетики, а автомобильные компании и общество также работают вместе.
В 2016 году вступила в силу единая национальная политика гарантийного обслуживания аккумуляторных батарей. Гарантийный срок в 8 лет или 120 000 километров пробега значительно превышает 3 года или 60 000 километров пробега двигателя. В ответ на эту политику и в целях расширения продаж автомобилей на новых источниках энергии некоторые автопроизводители увеличили гарантийный срок до 240 000 километров или даже до пожизненной гарантии. Это равносильно предоставлению «уверенности» покупателям, желающим приобрести автомобили на новых источниках энергии.
С тех пор рынок новых источников энергии в моей стране вступил в фазу двукратного роста, и в 2018 году объем продаж впервые превысил один миллион автомобилей. По состоянию на прошлый год общее количество новых источников энергии с восьмилетней гарантией достигло 19,5 миллионов, что в 60 раз больше, чем семь лет назад.
Соответственно, с 2025 по 2032 год количество новых электромобилей с истекшим гарантийным сроком на аккумулятор также будет увеличиваться с каждым годом — с первоначальных 320 000 до 7,33 миллиона. Ли Бинь отметил, что начиная со следующего года пользователи столкнутся с такими проблемами, как неисправность аккумуляторов, разный срок службы аккумуляторов и высокая стоимость их замены.
Это явление будет более заметно в первых партиях автомобилей на новых источниках энергии. В то время технологии производства аккумуляторов, производственные процессы и послепродажное обслуживание были недостаточно развиты, что приводило к низкой стабильности продукции. Примерно в 2017 году одна за другой появлялись новости о возгораниях аккумуляторов. Тема безопасности аккумуляторов стала актуальной в отрасли и повлияла на уверенность потребителей в покупке автомобилей на новых источниках энергии.
В настоящее время в отрасли принято считать, что срок службы аккумулятора составляет около 3–5 лет, а срок службы автомобиля обычно превышает 5 лет. Аккумулятор — самый дорогой компонент нового электромобиля, его стоимость обычно составляет около 30% от общей стоимости автомобиля.
NIO предоставляет информацию о стоимости замены аккумуляторных батарей после продажи для некоторых автомобилей на новых источниках энергии. Например, ёмкость аккумулятора модели с кодовым обозначением «A» составляет 96,1 кВт⋅ч, а стоимость замены аккумулятора достигает 233 000 юаней. Для двух моделей с увеличенным запасом хода и ёмкостью аккумулятора около 40 кВт⋅ч стоимость замены аккумулятора составляет более 80 000 юаней. Даже для гибридных моделей с ёмкостью аккумулятора не более 30 кВт⋅ч стоимость замены аккумулятора приближается к 60 000 юаней.
«Некоторые модели дружественных производителей проехали миллион километров, но три аккумулятора вышли из строя», — сказал Ли Бинь. Стоимость замены трёх аккумуляторов превысила стоимость самого автомобиля.
Если перевести стоимость замены аккумулятора в 60 000 юаней, то 19,5 миллионов новых электромобилей, гарантия на аккумуляторы которых истекает через восемь лет, создадут новый рынок объёмом в триллион долларов. От этого выиграют все: от компаний, занимающихся добычей лития, до компаний среднего звена, производящих аккумуляторы, от производителей автомобилей до дилеров, занимающихся послепродажным обслуживанием.
Если компании хотят получить большую долю рынка, им придется конкурировать, чтобы выяснить, кто из них сможет разработать новую батарею, которая лучше завоюет «сердца» потребителей.
В ближайшие восемь лет почти 20 миллионов автомобильных аккумуляторов вступят в цикл замены. Производители аккумуляторов и автопроизводители стремятся захватить этот «бизнес».
Подобно диверсифицированному подходу к развитию новых источников энергии, многие компании также заявили, что в аккумуляторных технологиях используются многолинейные конструкции, такие как литий-железо-фосфатные, литий-трехкомпонентные, литий-железо-марганцево-фосфатные, полутвердотельные и полностью твердотельные. На данном этапе литий-железо-фосфатные и тернарно-литиевые аккумуляторы являются основными, составляя почти 99% от общего объема производства.
В настоящее время национальный отраслевой стандарт требует, чтобы снижение емкости аккумулятора не превышало 20% в течение гарантийного срока и не превышало 80% после 1000 полных циклов зарядки и разрядки.
Однако в реальных условиях эксплуатации выполнить это требование сложно из-за воздействия низких и высоких температур при зарядке и разрядке. Данные показывают, что в настоящее время работоспособность большинства аккумуляторов в течение гарантийного срока составляет всего 70%. Как только работоспособность аккумулятора опустится ниже 70%, его производительность значительно снизится, что существенно повлияет на удобство использования и может привести к проблемам с безопасностью.
По словам Вэйлая, снижение срока службы аккумуляторов в основном связано с привычками владельцев автомобилей и методами хранения, на которые приходится 85%. Некоторые специалисты отмечают, что многие современные потребители энергии привыкли использовать быструю зарядку для восполнения энергии, но частое использование быстрой зарядки ускоряет старение аккумулятора и сокращает срок его службы.
Ли Бинь считает, что 2024 год — очень важный этап. «Необходимо разработать более эффективный план по увеличению срока службы аккумуляторов для пользователей, всей отрасли и даже всего общества».
Что касается текущего развития аккумуляторных технологий, то конструкция долговечных аккумуляторов более соответствует требованиям рынка. Так называемые долговечные аккумуляторы, также известные как «батареи без затухания», основаны на существующих жидкостных аккумуляторах (в основном, тройных литиевых и литий-карбонатных) с нанотехнологическими усовершенствованиями материалов положительного и отрицательного электродов для замедления деградации аккумулятора. То есть, в материал положительного электрода добавляется «литий-восполняющий агент», а в материал отрицательного электрода – кремний.
В отрасли используется термин «легирование кремнием и восполнение лития». Некоторые аналитики утверждают, что в процессе зарядки аккумуляторов, особенно при частом использовании быстрой зарядки, происходит «поглощение лития», то есть его потеря. Добавление лития может продлить срок службы аккумулятора, а легирование кремнием — сократить время быстрой зарядки.
Фактически, соответствующие компании активно работают над увеличением срока службы аккумуляторов. 14 марта компания NIO представила свою стратегию по увеличению срока службы аккумуляторов. На встрече NIO сообщила, что разработанная ею сверхвысокоэнергетическая аккумуляторная система ёмкостью 150 кВт·ч имеет плотность энергии более 50% при сохранении прежнего объёма. В прошлом году Weilai ET7 был оснащён аккумулятором с температурой 150 градусов для реальных испытаний, а срок службы аккумулятора CLTC превысил 1000 километров.
Кроме того, компания NIO разработала мягкую аккумуляторную систему с CTP-элементами и теплорассеивающим эффектом ёмкостью 100 кВт·ч и гибридную железо-литиевую аккумуляторную систему ёмкостью 75 кВт·ч. Разработанная большая цилиндрическая аккумуляторная батарея с максимальным внутренним сопротивлением 1,6 мОм имеет зарядку током 5C и обеспечивает запас хода до 255 км при 5-минутной зарядке.
NIO заявила, что благодаря большому циклу замены аккумулятора, срок его службы может сохранять 80% работоспособности даже через 12 лет, что превышает средний показатель по отрасли, составляющий 70% работоспособности за 8 лет. Теперь NIO совместно с CATL разрабатывает долговечные аккумуляторы, стремясь к тому, чтобы к концу срока службы аккумулятора уровень его работоспособности составлял не менее 85%.
Ранее, в 2020 году, компания CATL объявила о разработке «батареи с нулевым затуханием», которая может достичь нулевого затухания в течение 1500 циклов. По словам источников, знакомых с этим вопросом, эта батарея уже использовалась в проектах CATL по хранению энергии, но новостей о её применении в пассажирских транспортных средствах на новых источниках энергии пока нет.
В этот период компании CATL и Zhiji Automobile совместно создавали аккумуляторные батареи с использованием технологии «литий-легированный кремний», заявляя, что они могут обеспечить нулевое затухание и «никогда не случатся самовозгорания» на протяжении 200 000 километров, а максимальная плотность энергии ядра батареи может достигать 300 Вт⋅ч/кг.
Популяризация и продвижение долговечных аккумуляторов имеет определенное значение для автомобильных компаний, новых потребителей энергии и даже всей отрасли.
Прежде всего, для автопроизводителей и производителей аккумуляторов это повышает их позиции в борьбе за установление стандарта аккумуляторов. Тот, кто первым разработает или применит долговечные аккумуляторы, получит больше влияния и первым займет больше рынков. Компании, заинтересованные в рынке замены аккумуляторов, особенно заинтересованы в этом.
Как всем нам известно, в нашей стране на данном этапе ещё не сформирован единый стандарт модульных аккумуляторных батарей. В настоящее время технология замены аккумуляторных батарей является первопроходческой областью для стандартизации силовых аккумуляторных батарей. В июне прошлого года заместитель министра промышленности и информатизации Синь Гобинь заявил, что намерен изучить и разработать систему стандартов для технологии замены аккумуляторных батарей, а также содействовать унификации размеров аккумуляторных батарей, интерфейса замены аккумуляторных батарей, протоколов связи и других стандартов. Это не только способствует взаимозаменяемости и универсальности аккумуляторных батарей, но и помогает снизить производственные затраты и повысить эффективность производства.
Предприятия, стремящиеся стать законодателями стандартов на рынке замены аккумуляторов, наращивают свои усилия. Взяв за пример компанию NIO, опираясь на данные о работе и планировании больших данных об аккумуляторах, компания продлила жизненный цикл и стоимость аккумуляторов в существующей системе. Это открывает возможности для корректировки цен на услуги аренды аккумуляторов BaaS. В рамках новой услуги аренды аккумуляторов BaaS стоимость аренды стандартного аккумулятора снижена с 980 до 728 юаней в месяц, а стоимость аккумулятора с длительным сроком службы увеличена с 1680 до 1128 юаней в месяц.
Некоторые полагают, что построение кооператива по обмену электроэнергией между равноправными участниками соответствует политическим рекомендациям.
Компания NIO — лидер в области замены аккумуляторов. В прошлом году компания Weilai внедрила национальный стандарт замены аккумуляторов «Выберите один из четырёх». В настоящее время NIO построила и эксплуатирует более 2300 станций замены аккумуляторов по всему миру и привлекла Changan, Geely, JAC, Chery и другие автомобильные компании к своей сети. По имеющимся данным, станция замены аккумуляторов NIO выполняет в среднем 70 000 замен аккумуляторов в день, а по состоянию на март этого года она предоставила пользователям 40 миллионов замен аккумуляторов.
Скорейший запуск NIO в производство аккумуляторов с длительным сроком службы может укрепить её позиции на рынке замены аккумуляторов и повысить её вес в качестве законодателя стандартов в этой области. В то же время, популярность аккумуляторов с длительным сроком службы поможет брендам повысить свои наценки. Один из инсайдеров отметил: «В настоящее время аккумуляторы с длительным сроком службы используются в основном в высокотехнологичных продуктах».
Потребителям, если аккумуляторы с длительным сроком службы производятся массово и устанавливаются в автомобили, как правило, не нужно платить за замену аккумулятора в течение гарантийного срока, что фактически обеспечивает «одинаковый срок службы автомобиля и аккумулятора». Это также можно рассматривать как косвенное снижение затрат на замену аккумулятора.
Хотя в руководстве по гарантии на новый энергетический автомобиль подчёркивается, что аккумулятор можно заменить бесплатно в течение гарантийного срока, однако источник, знакомый с этим вопросом, сообщил, что бесплатная замена аккумулятора осуществляется при соблюдении условий. «В реальных ситуациях бесплатная замена предоставляется редко, и в замене может быть отказано по разным причинам». Например, определённый бренд указывает негарантийные случаи, одним из которых является «использование транспортного средства». В ходе процесса разряд аккумулятора на 80% превышает его номинальную ёмкость.
С этой точки зрения, аккумуляторы с длительным сроком службы – перспективный бизнес. Но когда он получит широкое распространение, пока неизвестно. В конце концов, все могут рассуждать о теории технологии восполнения лития с использованием кремния, но перед коммерческим внедрением всё ещё требуется проверка процесса и испытания на борту. «Цикл разработки аккумуляторной технологии первого поколения займёт не менее двух лет», – заявил один из представителей отрасли.
Время публикации: 13 апреля 2024 г.