BMW大圆柱电池的CTC和CTP设计

在CES2023上，宝马全新平台Neue Klasse也召开了一个技术的Workshop，题目是《GEN6 BATTERY CELL TECHNOLOGY&PURCHASING AND SUPPLIER NETWORK》。Neue Klasse作为宝马在最重要的节点，一款未来电动车专属的平台，最大的特点是：采用圆柱形电池，第六代动力锂电池，将宝马的电池密度大幅提高20%，续航里程增加30%，充电速度提高30%。在这里我们首先讨论的还是，为什么BMW不去投资电池厂？

▲图1.BMW的电池采购逻辑

对于BMW来说，研究和开发电池很重要，但是随着产能过剩，将来电池的制造成本只占电池的20%，这个是BMW非常确定的。在BMW这种200万产量水平的豪华车企来说，在演进过程中，只要自己的产品足够强，你就能拉着全球的电池企业来给你造电池，你不需要自己去造电池厂。这是BMW和VW两家德国车企根本性的分歧。

对于BMW来说，从电池选择、电芯研究、电芯技术中心设立，再到电芯试验线和固态电池Pilot试验线，在掌握电池知识层面，BMW非常认真。只有懂核心知识，才能做出最佳选择，才能让供应商为你投资产线。

▲图2.BMW的电池技术储备和研发尺度Part 1

BMW的开发

我一直不清楚为什么BMW确定大圆柱电池是一个战略方向，对于这样一家企业而言，做一个巨大的转向并不是很容易，特别是在掌握了从电芯特性到电芯制造（小规模）的整套技术。

▲图3.BMW选择大圆柱电池的基础

在这里从第五代方壳电池到第六代圆柱电池，BMW确认：

◎正极材料：10%以上的容量提升，减少50%的钴的使用。

◎负极材料：15%以上的容量提升。

◎铜箔：40%的铜节约。

◎电芯壳体：采用钢壳，减少每Wh的3g二氧化碳排放。

在目前这个时间点来看，所有的尝试一方面是基于计算和试制，想要得到容量增加、快速速度加快、成本降低和碳排降低，得有足够的数据支撑。在Tesla和BMW两大最终电池的车企带领下，大圆柱电池这条路似乎变成了非常具有前景的光明大道。

▲图4.大圆柱电池的选择

在这个设计过程中，BMW也等于和Tesla在研究和优化的路线拉平了，围绕大圆柱Pack设计层面，并没有那么多专利的壁垒，也不存在电池企业研究CTC就把这个技术路线完全占领了，这也是对于大圆柱电池非常重要的加分项。这是一个全球电池企业都可以参赛的赛道，并不是因为专利或者其他因素可以垄断。

▲图5.大圆柱电池的CTC和CTP设计Part 2

胜算几何

随着特斯拉降价卷起来，对于全球车企来说，有几个层面要担心的： ◎性能层面：续航和快充，在两个互斥的要素里面，能不能有一条兼容的路线。 ◎成本层面：随着降价开始，电池的成本到底能拉到多低。

◎空间层面：整车的体积能量密度，会不会造成根本性的差异。

如果掌握不好，在各个竞争的战线上，会顾此失彼。从目前来看，大圆柱的这条路，在兼容不同化学体系方案上，还是有一定的鲁棒性的。

▲图6.BMW的兼容性考虑和方案延伸

这次BMW类似举办了一次选美， 第一阶段的26个电池企业，包含软包、方壳和圆柱电池企业出发，第二阶段9家企业，第三阶段6家企业，到最后第三轮筛选出三家定点企业（EVE、CATL和远景）。

▲图7.电池企业的选择

而这个Gen5到Gen6的产能爬坡，也从50GWh开始往200GWh来走，这个数字是很夸张的，分别覆盖中、欧和北美三个区域。虽然目前还不知道这个远期目标是否能完成，但是这种考虑是很认真的。

▲图8.BMW选择供应商的电池工厂

小结：从目前来看，没办法判断出大圆柱电池现在具备优势，但是资源的注入，也使得这条路线充满活力。我们期待这个路线可以出来更标准化的电池设计，也成为下一代的全行业可以通用的电池标准。

编辑：黄飞