概述
本文为“电动汽车广泛应用面临的五大挑战”系列文章中的一篇。在本文中，我们将深入探讨电动汽车电池生产成本优化方面的问题和机遇。
关键因素——材料成本和生产效率
在优化电动汽车电池成本时，必须区分制造商可以控制的因素（如生产流程）和更受宏观经济因素影响的因素（如原材料成本）。
材料
根据艾睿铂（AlixPartners）的数据，截至2022年5月，电动汽车的平均原材料成本为每辆8255美元，高于2021年的平均每辆3636美元和2020年的平均每辆1875美元。
电动汽车电池使用的关键材料，如钴、镍和锂，价格涨幅最大，原因是需求增长和新开采量稀少。
研究公司E Source估计，由于材料短缺，电芯价格将在2023年至2026年间上涨22%，最高达到每千瓦时138美元，然后在2031年之前恢复稳步下降，可能降至每千瓦时90美元。
电动汽车电池回收流程的扩展也将有助于缓解可用材料的总供应问题。根据美国联合市场研究机构的数据，到2025年，全球电动汽车电池回收市场的价值预计将增长到22亿美元，2018年至2025年的复合年增长率为41.8%。美国能源部预计，“到2030年，回收材料可能满足美国锂离子电池正极材料需求的三分之一”。
然而，从大多数电动汽车电池制造商的角度来看，原材料成本主要是一个不可控因素，需要监测和规划，但无法直接控制。
生产成本
在等待材料成本波动达到顶峰并再次下降的过程中，制造商有很好的机会在他们可以控制的主要领域取得进展，即面向制造的设计（DFM）和生产流程优化。
以下部分将深入探讨提高生产效率以降低电动汽车电池成本的关键技术和机会领域。
优化电池设计以提高生产效率并降低成本
电芯连接成模块和电池包的方式不仅会对电动汽车电池性能产生重大影响，还会影响电动汽车电池的总成本。
电动汽车电池通常由一个设计层次组成，包括以下关键要素：
- 单体电芯——最小的电池包装形式，通常为锂离子元件，每个元件可提供1到6伏电压。
- 模块——由多个电芯串联或并联组成。
- 电池包——可最终部署的电池系统，由多个模块串联或并联组成，用于提供特定应用所需的输出水平。
- 圆柱形电芯具有对称形状，可以有效地打包在一起。它是最常用的电芯类型，可以实现模块的高密度打包。圆柱形还有助于尽可能地减少应力和内部压力。
- 方形电芯通常封装在焊接的铝或钢硬壳中。低调的设计可以提高电池模块和电池包的体积利用率。然而，方形电芯的制造成本可能更高。
- 软包电芯（有时也称为“聚合物电芯”）与方形电芯类似，但是它们没有硬金属外壳，而是封装在层压箔袋中。软包电芯的包装效率高，并且可以制成各种形状。然而，它们可能会膨胀，并且比硬壳更容易被穿透。
Cell-PLX™电池互连系统支持圆柱形和方形电芯模块设计，专为电池制造商设计，使他们在整个应用领域都能拥有一个单一的、轻薄的、牢固的和可定制的解决方案，从而实现出色的均匀化电流密度分布。
Cell-PLX™为电芯提供高速、牢固的激光焊接连接方案，从而实现高效的生产流程、降低制造成本，并实现大批量生产。
Cell-PLX™还使用U-Turn专利创新技术，有助于整个电池模块实现出色的均匀化电流密度分布。
ENNOVI采用成熟、精密、大批量的制造方法，确保每块Cell-PLX™金属板的厚度一致，即使是超大型电池互连，也能实现均匀化的功率分布。
通过减少对单体电芯的压力，U-Turn技术能够优化电池性能，增加电动汽车的续航里程，同时也能提高电池使用寿命并降低整体电池成本。
随着电动汽车和其他电动出行应用领域在全球范围内的指数级增长，每种电池设计都有其自身的规格和要求。因此，定制解决方案对于支持这种广泛的设计至关重要。Cell-PLX™通过一个可定制的系统来满足此需求。该系统将电芯与电芯连接铝或铜母线排连接起来，并可以与圆柱形或方形电芯模块一起使用。
ENNOVI采用成熟、精密、大批量的制造方法，确保每块Cell-PLX™金属板的厚度一致，即使是超大型电池互连，也能实现均匀化的功率分布。
通过减少对单体电芯的压力，U-Turn技术能够优化电池性能，增加电动汽车的续航里程，同时也能提高电池使用寿命并降低整体电池成本。
随着电动汽车和其他电动出行应用领域在全球范围内的指数级增长，每种电池设计都有其自身的规格和要求。因此，定制解决方案对于支持这种广泛的设计至关重要。Cell-PLX™通过一个可定制的系统来满足此需求。该系统将电芯与电芯连接铝或铜母线排连接起来，并可以与圆柱形或方形电芯模块一起使用。
小结
有效地设计并制造各种规格的电动汽车电池，并集成各种电芯类型的能力，是优化电池成本的关键因素。
灵活性和定制化是实现各种设计配置的关键。Cell-PLX™通过量身定制的互连解决方案来解决设计复杂性和空间限制问题，提供了电动汽车制造商所需的可配置性和装配效率。
作为汽车行业的长期创新者和值得信赖的供应商，ENNOVI将继续在开发基础技术方面发挥关键作用，旨在降低电动汽车成本、提高电动汽车生产产量，并促进电动汽车得到广泛采用。
