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铝合金增量高地!新能源汽车电池盒

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2021-12-07 11:09:33
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  电池盒是新能源汽车时代的纯增量部件。纯电动汽车采用电机驱动,电机的放置可以根据车型灵活调整,从而省去了传动机构。电池壳体是新能源汽车动力电池的承载件,一般是安装在车体下部,主要用于保护锂电池在受到外界碰撞、挤压时不会损坏。电池盒作为全新增量市场,受到新能源汽车市场高增的拉动而快速扩张,预计2020-2025年全球电池盒市场规模年复合增长率达39.6%,2020-2030年复合增长率达29.8%。

  电池盒是动力电池的重要结构件。电池盒结构系统主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成,可以看作是电池PACK的“骨架”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护(防水防尘)的作用。

  其中电池箱下箱体(即电池托盘)承担着整个电池组的质量以及自身的质量,并且抵挡外部的冲击,保护电池模组及电芯,是电动汽车重要的安全结构件电池盒主要用于承载电池模组、冷却系统等电池系统部件,保护电池在受到外界碰撞、挤压时不受损坏。奥迪e-tron电池盒采用网格型(或蛋形纸盒)结构,以在框架和下盖(既提供保护又提供机箱完整性)内固定和保护电池模块。

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  电池盒轻量化趋势明显,铝合金材质是主流方向。由于动力电池包占整车质量20%-30%,电池盒占电池包质量20%-30%,电池盒轻量化是大势所趋。同等尺寸下,铝合金电池盒替代钢制电池盒可减重20-30%,因此铝合金材质是电池盒的主流方向,目前上盖材料多为高强度钢和铝合金,下壳体几乎全部为铝合金。

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  从工艺角度看,上盖多采用冲压,下壳体多采用铸铝、铝合金挤压。1)上盖:目前多使用钢板冲压,如日产LEAF、BMW i3、Model S、Model 3等;部分使用铝板冲压,如蔚来ES8、小鹏G3。2)下壳体:目前主流使用铝合金挤压成型,成本较低,可同时兼顾不同尺寸大小动力电池盒的加工制造,缺点是焊接工艺较为复杂,如宝马IX3、大众MEB平台等;铸铝下壳体则可一次成型,不需要焊接工序,常用于小能量电池包中,如大众Golf GTE和BMW X5的插电混合车型,缺点是易发生欠铸、裂纹、冷隔等缺陷。

  电池盒投入规模大、技术壁垒高,集中度较高。电池盒是动力电池中除电芯外质量最大的部件,多配套动力电池厂商“就近建厂”,且其重资产属性较强,投入规模较大。从技术角度看,首先,主流的铝合金挤压成型工艺对焊接要求较高;其次,减少结构件、提升能量密度是电池包目前的主要方向发展,具体路径包括无模组设计电池包(CTP)、电芯向整车一体化集成(CTC)和动力电池盒向底盘一体化,需要电池盒厂商具备较强的配套研发能力,因此技术壁垒较高。目前电池盒处于发展初步阶段,高投入规模和技术壁垒,使得目前行业竞争格局较为集中,目前从国内企业来看,凌云股份、敏实集团、和胜股份获得较多车企电池盒订单,处于行业第一梯队。

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  预计2025年国内电池盒市场规模超过200亿元,2021-2025年CAGR为43.9%。2020年全球电池盒市场规模约为67亿元,过去五年CAGR达47.5%,目前中美欧市场合计占比超9成。预计2025年新能源汽车销量为845.1万辆,假设电池盒单车价值为2500元,据此测算,国内电池盒市场规模211.3亿元;2021-2025年CAGR为43.9%。

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  国内企业有望全球领先,在国内新能源汽车市场好产品密集投放,叠加国家政策长期导向下双碳目标再度加码。中国企业走向全球,双重门槛利好行业先行者。由于电池盒尚处于发展的早期阶段,国际巨头虽然在技术储备上较为丰厚,但本土企业兼具贴近市场和低成本量大优势,和国际巨头属于同一起跑线发展,部分中国企业在技术、产品和市场方面甚至已经全部同步或优于欧美企业。


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