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方形：中国最主流的车用电池形状

除了圆柱电池，方形电池也很早进入了汽车领域。

最早在方形电池有所建树的应该是日本三洋电机。1995年，三洋电机上市了方形锂离子二次电池，外壳采用铝合金工艺，重量比钢制外壳减轻了30％左右。

由于重量轻，这种电池不断被手机等产品采用。

2008年，松下收购三洋电机，获得了方形电池的相关技术。

可是值得注意的是，松下并没有向特斯拉输出方形电池技术。

对此，一位电池企业相关负责人给出了他的看法：“圆柱电池工艺成熟、标准化程度高，方形电池的生产难度与此相比要高很多。”不过，该人士也指出，方形电池虽然制造难度大，但成组比较简单，所以方形电池能够成长为车用领域的一个重要方向。

（1）国外方形：从VDA到590模组

方形电池几乎与圆柱电池同期进入车用领域，但是苦于没有畅销车型的支撑，早期方形电池的海外进展并不显著。

2012年，松下方形电池开始为大众、丰田和福特等企业采用，例如大众e－golf、e－up、Golf GTE混动、Audi Q5和A6混动，丰田的eQ、Prius PHV1代，福特 Fusion2代等车型搭载。

资料来源：知化汽车

松下最早的一款方形电芯，是5Ah的电芯符合VDA HEV的尺寸，为120＊85＊12．5。

松下方形电池

丰田的Clarity PHEV采用松下的方形电池，也符合VDA PHEV2的尺寸，用在插混车型上，电池尺寸也大了许多。

三星SDI后期也掌握了方形电芯技术，例如配套的宝马i3车型的电池尺寸，就符合VDA尺寸中的PHEV2，为148＊26．5＊91。

三星方形动力电池的发展，对日本松下的替代过程也类似于消费类电池，在中国以外的市场受认可程度较高。

当然，方形电池的尺寸也是在从小不断变大的，主要是向厚度和长度上不断延伸。

在宋先生看来，欧洲整体电动化的思路是电池逐步做大的过程，遵循48V、HEV、PHEV再到BEV的发展路径。

在早期的发展中，中国习惯了借鉴欧洲的标准，在2012年前后，随着欧洲VDA标准尺寸的推出，中国的车企和电池企业开始借鉴这一标准。但是，VDA最大的尺寸是BEV2，这个尺寸下最大容量的电池，目前做到了120Ah。

一位动力电池从业人士告诉《电动汽车观察家》，方形电池中，目前三星SDI还是按照VDA的尺寸在做。中国方形电池的发展已经突破了VDA尺寸的标准。这是因为，到了2017－2018年，120Ah的容量就已经不能满足中国车企的需求了。

海外车企也在考虑采用纯电平台，使电池突破VDA尺寸。

2017年左右，大众汽车开始考虑推出纯电MEB平台，推出了590模组，为电芯进一步增大提供了条件。

将方形电芯做大，也成为海外车企的方向。

（2）中国方形电池尺寸发展多样化

中国方形电池的发展，则是另一个故事。

比亚迪、宁德时代和力神等企业的发展路径代表了中国方形电池的发展路径。

比亚迪是从电池起家，然后开始制造汽车，其从电池设计开始就考虑电池与车辆的匹配，与消费电池迁移至整车的路径完全不同。宁德时代的车用电池领域，很多人才就来自于比亚迪，因此在技术方面有所继承。力神的方形电池，则是被海外系统商看中，从军品电池中迁移至汽车领域。

a、比亚迪——中国方形电池的引领者

比亚迪是以电池起家的。2003年，比亚迪镍镉电池销量一举超过三洋电机，成为全球第一。

比亚迪创始人王传福的另一个目标是制造电动汽车。就在2003年，比亚迪一面登顶电池销量冠军，一面跨行业收购西安秦川汽车有限责任公司，成立了比亚迪汽车有限公司。

据比亚迪早期员工介绍，比亚迪汽车公司成立后，就立即成立电动汽车相关部门。

根据公开资料介绍，比亚迪早在2002年就启动了磷酸铁锂电池的研发、2003年展开三元电池的基础研究、2005年首款磷酸铁锂动力电池上市、2008年动力电池应用在e6和F3DM双模车上。

资料来源：比亚迪

在电池方面，比亚迪一开始就针对汽车方向打造电池，电芯尺寸超越同期其它电池企业，例如F3DM电芯尺寸是356＊100＊28。

通过尺寸可以看到，比亚迪在2008年的PHEV电芯的尺寸（356＊100＊28）已经超过后期VDA EV（173＊115＊45）的尺寸了。

资料来源：比亚迪

对比海外市场，2008年，比亚迪专门为电动汽车打造的电池已经搭载到了自己的车辆上，而日产汽车、日本电气（NEC）、日电东金（NEC Tokin）合资的动力电池公司AESC，才刚刚成立。

此时比亚迪在动力电池领域的发展，已经明显领先于世界。

比亚迪F3DM的电池

从比亚迪动力电池的尺寸可以看出，其具体思路就是将电芯做长。

b、宁德时代始于VDA，突破VDA

车用动力电池领域，比亚迪算是宁德时代的老师：2010年，新能源科技有限公司（ATL，此时宁德时代尚未剥离）接触动力电池时，比亚迪已经在该领域深耕了8年左右。

但与比亚迪不同的是，宁德时代的电芯主要沿着VDA尺寸来拓展。

2010年，宝马开始与ATL接触，当时宝马第一个项目要求的电池尺寸就是VDA EV2 173＊115＊45的尺寸。当然，此时VDA电芯标准尚未出炉。

宋先生透露，当时项目是钣金加方形电池，是在燃油车平台上直接改的，在车辆空隙里塞了3个包，400多公斤的电池，但是续驶里程非常低，磷酸铁锂电池的弱点暴露无遗。

在2012年左右，独立出来的宁德时代为宝马做第二个项目——宝马X1，宝马给出的电芯尺寸是173＊92＊21，接近VDA PHEV1的尺寸。

随着国家政策开始向商用车倾斜，插混、纯电动的商用车越来越多。比亚迪的电动大巴车带电量在150－300度电之间。例如比亚迪K8采用的磷酸铁锂电池，带电量达到了270度电。

宁德时代电芯家族

宋先生回忆说，如此高的电量，刺激到宇通客车了。宇通便找到了宁德时代合作。不过，宁德时代为宇通做的第一款车是HEV，带电量仅13度，采用的是钣金架子将电芯架起来。

宁德时代为宇通客车搭载的电池173＊45，高度超过200，大致还是沿用VDA的尺寸，但是已经有所突破。

整体来看，宁德时代的电池尺寸仍然小于比亚迪当时的电芯。

c、力神——方形电池的追随者

同时期，另一家中国较早的锂离子电池企业力神电池，也尝试将方形电池应用在电动汽车上。力神的方形电池是从早期的团营电台发展而来的。力神电池副总经理邹玉峰回忆称，当时美国迈尔斯电动汽车公司发现了力神的这款电池，希望能够合作研发用在汽车领域。

2008年，迈尔斯和力神开始接触，2009年成立合资公司。

“当时团营电台的那个电池尺寸差不多是27＊70，用在车上变高了，从60变成120，变成27＊70＊120。”邹玉峰表示，“加高是基于底部设计，空间还有余量，为了充分利用加高到120。”

虽然和迈尔斯的合作并没有取得预期的效果，但是力神将方形电池在中国的车辆上加以应用。

（3）从做大电芯到优化结构

无论比亚迪、宁德时代还是力神，在新能源汽车产业发展的过程中，都走上了电芯尺寸结构优化的道路上。

在某电池企业的营销负责人李先生看来，在中国新能源汽车补贴对能量密度要求的压力下，电池企业通过正常的化学材料体系发展，NCM111—NCM523—NCM622—NCM811去迭代完全来不及，最优的方式就是优化结构。

例如，将电芯高度提升，一般电池肩高是91，模组高度在108左右，这10多毫米中很多是被浪费掉的，在BEV上，可以通过简化控制板的方式留下更多空间，从91到95，再到102，这是国内电芯演进的一般方向。

另一个方向是将电池中的卷芯做大，例如一个电芯中有2个卷芯，后期将卷芯做大，做成只有一个卷芯，这样也能提升能量密度。

其中一个代表例子，2019年，宁德时代为广汽AION．S配套的NCM811电池，尺寸已经做到79＊148＊103；VDA对应的尺寸是26．5＊148＊91，宁德时代在电芯的高度和厚度上都有所拓展，尤其在厚度上，达到了业内常说的3倍厚度。

宝马X1

与此相对应的是，2021年时，三星SDI为宝马配套的仍然是61．5Ah，一倍厚的电芯。

中国企业率先突破了VDA尺寸的束缚。

在这个思路的延展下，2019年，中国比亚迪推出了刀片电池、宁德时代推出了CTP结构，都是电芯进一步做大、模组结构不断简化的作品。

不过，比亚迪和宁德时代有相似，也有差异。

宁德时代有两个发展方向，一是是将电芯在厚度和高度上逐步提升，长度则是从VDA尺寸100＋开始起步；二是拉长做薄，例如为蔚来100度电做的电芯长度就达到250。

比亚迪的思路是坚持将电池做长做薄，起步就是300＋。

宋先生认为，比亚迪当时能做出如此尺寸的电芯，应该是得益于其纵向产业链的自主能力，自主研发的设备能够支持这种电芯的生产。宁德时代的生产设备主要依赖外购，供应商的设备能力以及宁德时代自身考虑旧设备的利用，也限制其将电芯一步到位做很大。

回溯比亚迪在动力电池领域的制造能力时，会发现其工艺的领先，得益于能自主生产电池的制造设备。而其精密制造的能力，又来源于手机代工业务。毕竟在比亚迪2003年收购秦川汽车前一年，其率先涉足了手机代工业务。全球每10部手机中，有两部手机应用了比亚迪电子技术。

不得不说，比亚迪垂直产业链的整合能力，保证了其在行业中的领先位置。

踏上历史节奏，且勇于创新的比亚迪和宁德时代，通过不断迭代的方形电池，引领了整个行业的方向。

此时，中国的方形电池，已经走在了欧洲前面。