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2023年我国电池盒箱体(电池托盘)行业发展趋势及市场规模增长预测分析

发布时间:2024-03-06  来源:立鼎产业研究网  点击量: 431 

——在新能源汽车的“三电系统”中,电池盒箱体是电池Pack的“骨架”,可有效抵挡外部的冲击,承担着整个电池组的重量,为电池系统的正常工作提供安全的运行环境,是新能源汽车必不可少的关键组成部分。

材料方面,铝已成为电池盒制造的主流选择。目前电池盒的主要材料有钢、铝、复合材料(碳纤维等)三类,其中钢制电池盒(钢制冲压工艺)质量可达100kg以上,铸铝电池盒(铝铸造工艺)80kg上下,型材铝电池盒(铝型材拼焊工艺)质量为60kg上下。考虑到电动车对轻量化的较高要求,目前铝电池盒尤其型材铝已逐步成为主流选择,较钢制电池盒的减重效果可以达到30%

电池盒箱体是电池Pack的“骨架”


资料来源:新铝时代,立鼎产业研究中心

工艺方面,挤压是铝电池盒的主流方向。电池盒主要的工艺流程包括材料成型和组立工艺两块。目前材料成型工艺主要有三类,冲压(钢多、铝少)、铝合金铸造、铝合金挤压,上盖冲压居多,下壳体主要为铝挤压和铝压铸两种(下壳体更厚实、质量更大,减重诉求更高)。根据下表,可以看到铝挤压工艺综合的成本优势会相对更高、应用范围会更广,因此是目前电池盒尤其纯电车电池盒的主要工艺技术方向,少部分车企基于平台特性可能会选择压铸,混动车选择压铸也相对更多些。最新一代挤压铝型材的组立工艺核心则在焊接,目前主要包括:1)全型材方案,主要采用摩擦搅拌焊;2)型材框架+底部铝板方案,主要采用弧焊;3)地板和横梁连接,主要采用激光焊,效率更高同时设备投入较大。

铝动力电池盒主要成型工艺对比


资料来源:CNKI

根据新铝时代,其电池盒箱体的生产工序整体分为挤压成型、深加工、后处理及检测。其中,挤压成型主要包括挤压、时效处理等;深加工主要包括精裁、单件CNC9、焊接及整件CNC等具体工序。在上述工序完成后,还需要经过气密测试、清洗、总成检测等后处理及产品质量检测流程。

典型厂商电池盒箱体的生产工艺流程


资料来源:新铝时代,立鼎产业研究中心

厂商进入该行业主要面临三大壁垒:1)技术壁垒。厂商应拥有铝合金材料研发、产品设计、先进生产工艺以及规模化生产的完整业务体系,能够共同参与到下游新能源汽车厂商的整车和关键零部件开发中,以快速响应下游客户的需求。可持续供应性能优异、质量稳定的产品,在产品一致性和稳定性方面形成较强的壁垒。

2)渠道壁垒电池盒箱体产品的设计和开发需要整车厂商、动力电池厂商以及电池盒供应商共同参与,定制化属性较高,是新能源汽车电池系统的关键零部件,客户一般不会轻易更换该类供应商。同时,下游客户在选择供应商时会执行严格、复杂、长期的认证过程,需要持续对供应商研发和技术创新能力、量产供应能力、专利及工艺技术、质量控制能力等进行全面的考核和评估,而且对产品建立了严格的测试和验证程序。由于汽车行业的质量溯源要求,同时考虑到验证周期较长以及变更供应商带来的成本和不确定性,新能源汽车及其一级配套企业与上游供应商一旦建立良好的合作关系后,正常情况下不会频繁更换。此外,随着目前新能源汽车电池系统集成技术逐渐向 CTPCTB 等方案过渡,电池集成化发展趋势也进一步增强了零部件供应商与下游客户的深度绑定。

3)规模及投资资金壁垒。现有厂商的产能规模预计仍将持续扩大,大规模的生产能力确保厂商能为客户提供及时稳定的交付,同时降低产品生产成本,增强厂商的盈利能力和市场竞争地位。新进入厂商面临较大的投资资金壁垒。

——新能源汽车高景气度将持续带动电池盒及电池盒箱体需求快速增加。中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高在中国电动汽车百人会成果发布会暨百人会论坛(2024)专家媒体交流会上表示,“从短周期来看,新能源汽车市场占有率2024年将接近40%2025年接近50%2026年超过50%,新能源汽车占到市场的主导地位;从中周期来看,预计到2030年,中国在新能源汽车保有量会达到1亿辆,年销量会达到2000万辆,市占率超过70%”。根据粗略推算,预计至2030年我国电池盒、电池盒箱体市场规模将分别增长至330亿元、660亿元。

——结构创新是新能源汽车电池系统升级发展的重要方向。新能源汽车电池技术的发展主要有材料和结构两大路径。材料层面,磷酸铁锂、三元材料体系的现有技术和研发方向趋向成熟;结构层面,大电芯、大模组、去模组化、集成化趋势明显,提升轻量化程度和电池 Pack 的体积利用率是电池系统结构升级的主要目标。

目前,全球动力电池系统集成技术主要有传统模组电池包技术(CTM)、无模组设计电池包(CTP)以及电池车身一体化技术(CTB/CTC)。上述动力电池系统结构集成技术的发展阶段具体情况如下:

动力电池系统结构集成技术的发展阶段


资料来源:公开资料

模组是针对不同车型的电池需求不同、电池厂家的电芯尺寸不同而提出的发展路径,有助于规模经济的形成与产品的统一。新能源汽车动力电池传统的集成方式是CTM,它代表的是将电芯集成在模组上的集成模式。但CTM模组配置方式的空间利用率只有40%,很大程度限制了其它部件的空间。电池一体化集成技术(CTPCTBCTC)的发展逐渐成为行业的重点研究、应用方向。

CTP技术通过无模组或大模组化提高电池包集成度,本质上是缩减了模组环节,使得留给电芯本身的空间得以增加,进而可以通过直接增加电芯数量增加电池能量;同时,CTP技术可减少电池系统零部件,进而降低了电池系统成本,也有助于实现整车轻量化,能够进一步提高电池包能量密度。目前,虽然CTM技术仍有较高的市场占有率,第二阶段电池系统集成技术(CTP)已开始渗透,当前行业处于从标准化模组的CTM技术加速向CTP技术过渡的发展过程中。根据MarkLines数据显示,目前中国搭载CTP技术电池包的车型渗透率已超过12%,未来仍有较大的发展空间。

第三阶段的CTBCTC技术(本质就是将电池包上壳体和车身下地板合二为一)是实现电池系统与新能源汽车的进一步集成,超越了电池层面降本增效的目的,是整车结构的探索与革新,相当于电池系统被重新布局。目前该技术方案尚未完全成熟,仍处于探索阶段,仅有少量车型采用该技术方案。

比亚迪CTB技术


资料来源:比亚迪

未来,随着CTP技术的广泛普及渗透、CTBCTC技术的逐步成熟,将推动新能源汽车电池包和车身或底盘的高度集成,电池盒将承担更高的保护需求以及更复杂的系统集成要求,重要性进一步提升。


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