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动力电池功能辅件的技术壁垒
单从市场应用上来看,目前在乘用车型中高压器件,铝塑膜以及一些超薄水冷板设计上国外产品仍占据着一定的主导地位,而在金属或塑料结构件,隔热或绝缘密封件上已是国内产品的天下。本文暂不讨论目前国外产品仍占主导地位的功能辅件,显然他们仍具有一定的技术壁垒,那么目前已经国产化的功能件,例如系统结构件和绝缘密封件等还有技术壁垒吗?
答案是肯定的。笔者早些年有幸参与过动力电池的研发过程,在产品研发过程中也经历过类似于“盖板又漏了”“安全阀怎么没开”这种结构件失效的情况,因此对锂离子电池结构件的重要性深有体会,现在随着工艺的成熟与技术的进步像笔者早些年遇到这些情况相信已经越来越少了,壁垒消失了吗?笔者认为并没有,其实技术的成熟并不意味着壁垒的消失,而是从技术难度所造成的壁垒,变成了其他因素的壁垒,笔者认为主要在于以下三个方面,从高到低依次为:
第一功能辅件已融入电池系统的热管理和安全性设计,成为一套较难分割的体系;
找个例子来说明,去年12月16日,行业龙头CATL举行了媒体活动,展示了如下资料:
第一张图反应的是电芯受力的情况,模拟包括振动,冲击,挤压等多种工况,其实模拟的就是电芯壳体和盖板在机械应力累加时的失效情况,从而确定结构件的设计尺寸,厚度及具体焊接的强度等,而第二张图亦反应了对于电芯可靠性膨胀,封装,机械件的失效的情况,这些显然也是与结构件息息相关的,在中国专利网上搜索CATL关于电池结构方面的设计,简单搜索以下,已达数十项之多,且不说这些专利的实际应用情况,但有一点确定的是电池系统内的结构安全的设计已完全融入到整个电池系统的安全设计考量中,并扮演了重要角色;
实际电池生产企业中,针对电池盖板的设计,焊接的工艺,模块与模块间的连接,底板对模块的支撑,以及一些焊接一体化的设计,导致了目前电池结构件迁一发则动全身的情况,要对一处结构进行更改,则可能需要对整套系统进行更改,从而对安全性设计重新进行评价;同样类似绝缘密封件的搭配,亦以在早期就融入进电池的热管理系统设计中,可以说与电池的结构功能件一起共同构成了电池系统的安全性屏障。所以要对其中的一个零件进行改动或者替换需要对整套系统重新进行验证,而功能件的供应商与下游电池厂在研发过程中的捆绑,无形之中为这部分功能零件形成了极高的壁垒。
第二较长研发和验证周期造成的替代难度;
在整车厂或零配件厂商呆过的读者可能深有体会,对整车供应商的评审是一个漫长的过程,随着整车的开发,经历各个阶段不同深度广度的考核,DV,PV的验证,而最终能够SOP上车才皆大欢喜。而对于这种绝缘隔热材料和结构功能件的供应商,往往又是跟耐久相关的试验所考察的重点,一般做完耐久试验或者碰撞试验的车,都会要求做DRBTR(DesignReviewbyTestResult),其中就需要对密封接口,机械结构件,壳体腐蚀,连接扭矩等情况进行非常细致的检查,试想如果不是供应商出现了极大的质量,谁愿意重新做这一轮验证呢?
第三材料本身的加工工艺与一致品质保证。
我认为第三个壁垒才是技术本身的,但这个技术本身的壁垒目前来看,相较于前面两个反倒成了略低的壁垒,主要涉及三个方面:功能件供应商对其上游材料例如金属,橡胶材料本身的品质把控能力,涉及到一些对特殊原料供应商的把控;配合电池厂商的设计研发能力,涉及到一些结构设计的经验,和材料的精密度的定制化服务;以及生产这些功能件的工艺能力,包括对设备的驾驭和工艺良率的提升及产品的一致性保证。
综上所述,我认为目前来看功能件的壁垒仍是非常高的,但这“个高壁垒”之所以打引号,并不是因为其功能件本身的制造工艺或者生产原料所带来的,而是在于长期的上下游研发捆绑在一起的系统设计+较长的替代周期+再加上本身材料加工的技术所综合造成的“高壁垒”。
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