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文|张成

编辑|城市夜景

封面来源视觉中国

如果说汽车企业从电动化热潮中吸取了教训，那就是必须掌握电池技术才能享受不断增长的市场红利，而且越早越好，否则只会遭受成本上升和供应短缺的困扰。

认识到这个题，近两年，汽车企业纷纷收购电池企业股权，研发自己的电池，其中包括奔驰、大众、通用、宝马、广汽等国内外汽车企业，形成了具有开发、生产能力的团队。特斯拉也不例外。

例如，大众今年聘请了曾在LG、三星和苹果负责电池研发的Soon-hoAhn担任电池公司Powerco的CTO。年。

在未来新能源汽车年保有量20-50辆的市场竞争中，车企将面临越来越大的成本竞争、供应链竞争、新产品开发效率竞争的压力。

尤其是，由于电池是决定电动汽车整车性能和用户体验的因素，如果不基于电池技术创新开发出更具市场竞争力的新车，汽车厂商的品牌影响力必然会大幅下降。

可以说，不自己生产电池的车企很可能成为赚不到、没有差异化性能的“代工厂”，削弱品牌力。他们的肉。

比亚迪早在2012年就已经看到了这一点。比亚迪在当时的年报中写道“在电动汽车领域，集团掌握了整车控制系统、电源及控制系统、电机及控制系统三大核心技术。”几年后，市值达到1万亿。

从汽车厂商的角度来看，未来竞争的关键是能否像比亚迪一样拥有核心电池研发和制造技术能力，以及自身的产品研发制造体系能否足够高效。

同时，高研发效率必须建立在扎实的研发体系之上。

同时，汽车制造商还需要基于量产技术寻求组合创新，推出差异化的电池解决方案，通过电池技术创新提高车辆性能，培育有实力的电动汽车品牌。

这两点正在成为全汽车企业的热门话题。

1、整车电池核心研发能力体系及技术应用趋势

汽车电动化时代，电池技术作为替代发动机的动力领域核心技术能力之一，将逐渐成为龙头汽车企业精心培育和发展的重中之重。

从汽车企业的角度来看，充分了解电池的研发和制造流程是短期内控制成本的关键，但电池成本已经占到汽车总成本的40%。从中期来看，掌握电池技术将有助于汽车制造商确保充足的电池供应，同时扩大未来的市场份额。

从长远来看，只有将推进电池技术作为整个组织的核心能力的汽车企业才能够在未来获得竞争优势，这将使得电池制造商能够根据汽车企业自身的情况走电池技术路线。真正了解与其他汽车企业在性能和品牌竞争力上的优势和差异化，以及产业链的议价能力和力量。

在新能源汽车领域，新能源汽车产品开发的动力电池核心研发能力和体系结构大致可分为如下图所示的三个层次。

图36Kr整车开发电池研发能力体系图

新产品开发主要依靠企业的核心技术能力，因此图中新产品开发能力金字塔的最底层就是各种核心技术能力。

在整车动力电池研发方面，包括电池模组设计能力、电芯设计能力、正极、负极、隔膜、电解液等材料开发能力、电化学模拟能力、材料计算能力、测试能力。能力、制造工艺能力等。

中间层次是研发制造一体化能力，因为在构建研发能力体系的过程中，关键题是如何处理组织内部核心能力、知识和流程的融合。-功能题。

整个产品开发体系要高效运转，必须形成强大的研发整合能力，将各研发团队所掌握的各种技术能力以及数据和知识有机地整合起来。

尤其是对于从燃油汽车向电动汽车转型的汽车企业来说，电池技术研发与整车开发的融合非常重要。

此外，加快新产品的推出需要考虑研发体系内设计与制造的融合，其中制造能力包括中试生产能力和大规模量产能力。

汽车企业只有覆盖从中试到量产的全流程，才能充分掌握电池技术的工艺能力，加深对电池设计、模拟测试、制造的理解。

最高境界就是汽车企业研发新产品的能力，因此汽车企业不断推出搭载各种动力电池产品的新车型。

2、车企打造动力电池研发体系也依赖数字化研发能力。

无论汽车企业从供应商购买电池还是自行研发生产电池，电池本身的产品开发过程都会经历A样、B样、C样等几个阶段，研发过程本质上是一个多阶段的过程。-原型设计-这是测试验证。给予。

整个过程必须充分考虑电池化学体系和电池结构、电池性能、生产工艺可行性和成本等各种因素，审查新电池产品在安全性和能源方面是否满足新车车型的预期设计要求。密度、功率等

下图所示的宝马电池研发流程就是一个例子，前两个实验室阶段主要验证材料体系在理论容量和循环性能方面的性能。

A样品阶段主要验证材料性能和电池设计，B样品阶段主要进行最终量产前的制造可行性验证和工艺决策。这可以看作与电池企业内部研发阶段的划分和决策考虑基本一致。

图宝马电池研发流程来源下一代电池公众号

图CATL产品开发流程

对于汽车企业来说，必须考虑整车开发进程的进度，电池研发进程必须与整车开发进度保持一致。

图整车及电池相关产品发展阶段

此外，由于研发流程几乎相同，车企想要在未来的竞争中立于不败之地，还必须追求自主研发的电池及相关动力系统产品的量产稳定性。我们要与电池企业和其他汽车企业竞争新产品开发效率，而高开发效率必须建立在高效稳定的研发体系之上。

电池企业的优势在于过去开发过程中积累的丰富的设计和工艺经验，与仿真技术相结合，可以有效引领下一代新产品的开发。电池企业在短时间内通过“试错法”积累设计经验的“主要”研发模式，并不能满足汽车企业快速建立电池技术研发能力体系的需求。

扎实的研发体系应该包括清晰精准的设计目标、TTM聚焦、内外部资源整合以及高质量、高效的原型设计测试和验证周期，这将有助于汽车企业更快地开发出更具吸引力的新产品。探索并验证新的生产流程。

因此，汽车企业要想占据战略领先地位，就必须在电池领域建立更高效的设计-仿真/测试验证-制造的产品开发周期，比竞争对手更快地开发新产品。

引入多尺度仿真来加速前端电池设计

事实上，在车辆系统设计和开发领域，通过加强仿真的可靠性和领先性，新车型产品开发的效率正在加速。以长安汽车为例，长安汽车基于福特汽车和通用汽车构建了五阶段CAE仿真可靠性评估系统，逐步减少试验次数，逐步提高仿真比例。

在电池研发方面，也有同样的正向设计趋势，即在改进的同时逐渐减少中间实验试错迭代的步骤和次数，并逐渐增加基于仿真的设计比例。通过数字化手段提高设计-测试/模拟-制造周期的效率数据收集、整理和分析过程的效率

电池研发将逐步从基于实验的试错过渡到仿真驱动的正向设计，从各个环节、团队的独立分析过渡到整个组织的联合研发。

图为清华大学李哲副教授动力电池先进设计技术与研发模式变革

可见，汽车企业必须利用数字化研发技术来构建高效的产品开发周期。

就电池研发体系本身的构建而言，车企首先要结合基础材料计算、电化学模拟等技术来设计未来的产品，尽可能减少制样测试次数，避免盲目试错。

二是利用仿真、测试数据管理、分析等数字化技术，提高研发效率，提升中层研发整合能力。

这些核心数字技术也在不断发展，出现了显着的新发展趋势和新的研发工具和软件。详细内容请参阅《未来领先电池企业为何而战？》分别对“数字化研发技术”和“模拟驱动电池正向设计”进行了详细讲解，并结合车企应用进展简单介绍如下。

CAE仿真作为经典的研发数字技术之一，是目前多尺度仿真的主要发展趋势。微观材料基因组学、DFT、MD等方法都是从材料的独特性质出发，帮助筛选正负极、电解质、隔膜、粘合剂等新材料，开发新的化学材料体系。

同时，在颗粒尺度上建立了实际的电极片结构模型，对现有的P2D模型进行了优化，基于电极的实际微观结构提高了电池的整体性能。此类思维主要基于现有材料系统，以最大限度地提高材料性能。目前，多尺度模拟的实际应用更多地集中在粒子和极片层面。

此外，未来全固态电池的研发将基于新的电化学理论模型，必须依靠电化学理论创新来实现工程创新。

目前，汽车制造商开始利用新材料开发技术，为开发下一代电池材料化学系统做好技术储备。例如，丰田汽车于2021年宣布与量子计算软件公司QunaSys合作。丰田将使用QunaSys的量子计算软件来寻找可以优化和提高丰田电池性能的新材料。

量子计算软件基于密度泛函理论（DFT）模拟各种材料的电子结构模型，获得不同材料的性能。与现有的超级计算资源相比，量子计算具有更短的DFT执行时间和更准确的模拟结果。

丰田此举是利用量子计算支持的DFT材料计算方法来寻找最优的全固态电池材料。

在引入仿真技术方面，国内外一些汽车企业已经开始引入电池仿真研发工具。

以吉利汽车为例，国内电池仿真软件公司Elacode将为吉利汽车提供电芯设计、电化学热寿命性能仿真、快充分析、整车装载性能等研发工具。建模和仿真用于加速细胞模型设计并降低实验试错成本。Elacode还将帮助吉利汽车建立自己的材料、工艺、测试和比较知识库。

蔚来等国内新造车企业也在寻找电芯研发领域的高素质人才。根据今年校园招聘博士专场信息，蔚来的招聘岗位包括电化学模拟、电池机理分析、硅基定向负极、石墨负极、锂金属负极、聚合物电极材料等研发方向。

以电池机理分析工程师为例，该岗位工程师负责电池机理探索、多尺度仿真、材料计算、实验测试、仿真模型开发等任务，支撑公司研发。电池模拟和测试功能。

蔚来校园招聘电芯研发岗位要求

据悉，蔚来的电池研发团队有超过400人，负责电池材料和电芯设计。

除了利用材料计算技术和电化学模拟技术实现材料创新外，也有车企将电池结构创新与材料创新结合起来，2018年底推出磷酸铁锂刀片电池的比亚迪走在了前列。有。随着磷酸铁锂产能的增加，方壳电池的市场份额不断增加。

例如，特斯拉去年推出的4680型大型圆柱电池，由于结构和工艺上的创新，重新点燃了市场对圆柱电池技术大规模应用的兴趣。Tesla4680还标志着通过使用硅基正极材料在提高电池能量密度方面取得了突破。

利用数字技术创建高效的研发协作

对于汽车企业来说，确保电池设计、仿真和测试的数据能够在电池研发团队内无缝传输和共享，并且团队成员能够直观地理解数据背后的含义非常重要。

更重要的是，电池测试的数据结果可以直接反馈给其他整车研发部门团队，以更高效地完成电池子系统开发，满足更高级别系统的设计要求。以下是调整凯美瑞平视显示器整体发展的方法

1.将车辆停放在安全的地方，挂入P档，使用多功能方向盘上的上下按钮调节车辆设置，使用左右按钮调节HUD。按住确定按钮。

2、现在进入如下界面亮度、位置、倾斜调节路径在此界面进行调节。只需点击HUD亮度即可。

如何重新调整丰田胎压监测？方法如下

1、首先找到多功能方向盘上的开关设备信息按钮，然后按下。

2、此时车辆仪表盘上会显示车辆的胎压信息，即使胎压异常也会显示此信息，点击RES按钮。

3、点击按钮，仪表盘界面将进入胎压监测设置界面，点击重置按钮，胎压监测将重置为默认值。

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