国外固态电池的产品和产能规划进度
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如前文所述，很多产业的钱投入到固态电池的领域，一方面是为了自己的电动汽车和电池战略站台，另外一方面也确实看到这些初创企业开始讲一个故事，在2022-2023这两年的时间，和目前动力电池容量相当的产品准备开始进行试产，并且进入量产的准备。

汽车产业这一轮接盘，倒不是觉得投资这些企业能赚多少钱，而是如果没有相应的产业资本注入和战略合作，其实很难进入实质性的接触。

▲图1. 现有产品的推出时间

Part 1 技术路线的变更

固态电池的主要的几个故事，第一个是安全，也就是在高能量密度下可以实现安全性的保证；第二个是能量密度，可以在高容量下控制电池的重量；第三个是成本，主要围绕高能量和产业工艺的变化使得整体的成本可控。但是这一轮电池的成本快速降低到80-100美金每kWh的区间，这使得大部分固态电池企业开始进入比拼的阶段。

如上图所示，几乎所有的企业都是基于软包的设计规格进行的，在负极层面开始导入锂金属，多数企业是围绕硅负极做Gen1，然后迭代锂金属负极，去做更高容量的产品。

▲图2. 主要企业的产品测试水平（QS整理的）

（1）Solid Power

如下图所示，产品迭代是基于硅负极来做，然后替换成锂金属。交给福特和BMW的产品，估计是围绕2024年的C-Sample，拿100Ah的硅负极来做。锂金属在2024年开始测试。

▲图3. Solid Power产品开发周期

（2）SES的产品开发

这里写得很简略，2024年开始试生产，2025年开始生产电芯。

▲图4. SES的开发进度

（3）QS的开发进度

整个产品主要是围绕VW的样品测试和QS=0的试验线进行的，估计2022年不断开发布会就是不同层数的产品测试结果发布。

▲图5. QS的产品进度

（4）Prologium

这个时间表，里面有比较多的东西需要确认。

▲图6. Prologium的产品时间规划

Part 2 生产

生产这块的问题比较多，一个是固态电解质的生产过程，一个是改造以后的固态电池的生产过程，我们也根据这个改进的工艺过程来看几家起量的过程。因为围绕汽车客户的要求，短期内从中试线到后续准备生产，整个固态电池的生产过程是几个汽车OEM看的比较重要的时间节点，所以这一轮上面的产品丢出来一个进度表不能算，还需要把固态电池产线的规划做好。

（1）Solid Power

讲的是围绕锂电池生产的步骤做减法，拿着原有的产线布局进行适配。

▲图7. Solid Power走的是兼容和调整

（2）SES

目前已经知道的是在美国和中国同步建设Pilot Plant，特别是在中国进行工艺开发，我的理解也是围绕中国的设备进行调整。

▲图8. 中国的消防甲类厂房还是比较难搞

（3）QS的工艺

因为不走硅负极，也是把负极工艺过程全部进行变更了。这些实验进行在QS-0的产线上进行尝试。

▲图9. QS的生产工艺

（4）Prologium的工艺

这个实现了完整的一站式生产，不仅把大量的电芯工艺给取消了，而且Module啥的都全部省略了。根据规划，Prologium在2021年应该有了0.5GWh的产能，2022年会有2GWh的产能，这个时间点比较近，我们估计看看吧。

▲图10. Prologium的生产情况

小结：其实我的理解这一波固态电池在开发了5-10年以后，固态电池企业能给车企讲的故事无非是：在2-3年里面能给出样品，给出小批量做制造。所以这段时间能出来讲的都是50-100Ah能在PHEV和EV里面用的电芯，让汽车企业进行测试和装车；然后让汽车企业的产业资本进来，推进上市和融资进程——先把钱准备到位，然后一步步解决量产的问题，大概是这么个逻辑。

具体电池的性能，都是要成为战略客户以后才有细节的披露，我们在外围的朋友们都没办法知情。

欧美车企的前沿电池投资图谱

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年初二从乡下回到市区就开始了新一年的准备工作。
​第一时间还是针对电池方面进行梳理。
从投资角度来看，随着电气化的趋势持续往前，电池技术的发展已经不是单一电池企业和上游所掌控的。整车企业是否要进入电池生产和电池设计？随着特斯拉第一个给出肯定的回复，大部分整车企业或主动或被动地都在往前沿电池方面撒钱。

▲图1. 欧美主要的前沿电池企业融资情况和车企之间的关系

Part 1 整车企业的投资路线
如下表1所示，这一轮投资前沿电池的整体逻辑，主要是整车企业在电动化方向的大量投资。包括：不断投入开发电动汽车平台、开发车型，同时对工厂进行改造；在不断生产出电动汽车的同时也需要考虑电池的需求。
从当前来看，欧洲的整车企业（从大众开始）和美国的整车企业（通用、福特和Stellantis）主要通过构建电池企业来进行布局的。
（1）欧洲汽车企业
目前来看，主要分为三个阵营：
大众集团和Quantum Scape绑定，通过投资和增资的逻辑，计划不断帮助Quantum Scape开发生产能力，2025年量产固态电池。后续在固态电池的合资企业也会打包到大众整体的电池集团，最终整体上市。
戴姆勒目前主要是Stellantis探索超级电池工厂，并在德国开始建设动力电池工厂（Pack），在投资Stellantis下属的ACC以后，这次也和Stellantis一起投资了辉能。之前与加拿大魁北克水电公司合作开发固态电池，整体的进度不太让人满意。
宝马是唯一个没表态建设电池工厂的欧洲汽车公司，之前谈过通过投资SolidPower，目前深化SolidPower的合作，计划于2022年装车测试，2025年前推出固态电池原型车，2030年前用于量产车。
（2）美国汽车企业
福特目前和SK绑定，也投资了美国固态电池公司Solid Power，并且拉着SKI向Solid Power投资3000万美元，并且通过Solid Power的固态电池相关技术及生产工艺的使用权。
通用汽车一方面自己开发固态电池研发项目，大手笔投资SES，后续拉着Honda一起进行开发。
（3）亚洲车企
丰田目前把固态电池第一步定位在HEV上，这个进度和大家想象的差距比较大。
韩国现代已先后向美国全固态电池企业Solid Power和Solid Energy System（SES）投资，加上之前辉能和Ionic Material的投资，现代是覆盖投资最全的车企。
RNM目前的情况，统一的投资步伐也有差异，在固态这块一方面日产本身也在自己开发，一方面之前对Ionic Material的投资也在延续。

▲表1. 主要的整车企业的投资、电池工厂和化学体系演进
从时间点来看，固态电池的发展仍处于起步阶段，大部分固态电池初创企业虽然已经上市，但是都计划在 2025 年之前将电池商业化。从合作的车企来看，固态电池的商业准备将于 2025 年开始（这个时间点价格还是非常高），在2025-2030年的这段时间，主要是小批量进行测试和迭代，乐观来看配备固态电池的汽车将于 2030 年左右开始规模化量产。从数量来看，Yole预估2027 年的固态电池需求将不足 2.5 GWh，传统动力锂离电池迭代到先进电池，并不会大批量“转换”阶跃到固态电池。

▲图2. 理性来看的前沿电池的成熟台阶

Part 2 如何看待这些投资
从当前来看，发展前沿和固态电池，在这些投资之外还需要系统性的合作。见表2。

▲表2. 固态电池研发机构
在欧洲，德国政府投资10亿欧元支持固态电池技术研发与生产，并支持建立动力电池研发联盟，聚焦固态电池技术开发。瓦尔塔迈科电池公司、巴斯夫、福特德国公司、大众汽车集团等都自愿加入这一联盟。欧盟还批准了欧洲固态电池投资专项计划，由欧盟多国共同出资32亿欧元（约合人民币230亿元），同时从私人投资商中筹集50亿欧元（约合人民币360亿元），用于发展固态电池。
美国能源部为26个实验室项目提供2.09亿美元的资金，开发固态电池及快充技术。日本政府计划为固态电池提供数千亿日元规模的研发补助资金，并且以NEDO进行开发联盟技术。韩国政府决定将在未来5年投资300亿韩元用于支持开发全固态电池。

▲表3. 欧洲的固态电池研发项目

小结：目前动力电池领域的投资，结合产业背景来看，还处在一个复杂的阶段。随着现有动力电池的量能的提升，在前沿这块投入对比当前的产能背景，有点进退维谷——如果核算下来没有太多的经济性，这个投资怎么考量？

如何看待HiPhi X？

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电动汽车领域，真是充满了很多的机会。
传统燃油车领域，是围绕发动机和变速箱的时代，中国企业想要在品牌、动力总成技术和迭代体系中杀出重围，做出高端品牌，这个太难了。但在新能源领域，特斯拉成功走出了第一步，中国新造车企业，特别是从蔚来开始打造高端品牌，豪华型纯电车型在国内甚至国际市场上取得了阶段性成功。而在50万往上的价格区间中，从去年底开始，每个月的榜单上面出现高合和红旗两款国产车选手——这里以往都被国外品牌所占据。特别是高合汽车，不仅卖到这个价格，还成功地卖到月销近1000台。
从上险的数据来看，高合的HiPhi X 在去年12月有919辆的交付上险数， 50万以上豪华品牌电动车细分市场霸榜。我想花一些时间梳理这台HiPhi X的技术信息，当然以后有进一步的拆解信息，会再给大家带来更新。
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▲图1 高合HiPhi X的阶段性成功让人始料未及

（数据来源：中汽数据资源中心零售数据）

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Part 1 智能化水平

高合HiPhi X，首先让大多数人知道的是外号“九门提督”：整个全电动的展翼门，接下来还有投影大灯（自定义数字灯光系统）、整个大屏幕（自定义5D沉浸式座舱），还有一系列的高配置，包括在动力电池方面的配置。从智能化的基础来看，高合提出来的H-SOA架构下，从目前来看是围绕着软硬分离来做的，围绕域控制器来开发的。
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▲图2 高合的域控制器

围绕域控制器的开发，可以支持把底层的硬件传感器和底层的执行单元功能抽象化，也就是将众多硬件功能从硬件中分离出来，提取到计算平台的软件中间件上，实现软硬件分离。因此也充分给了软件工程师足够的支持，可以让软件工程师通过中间件体系打通所有的硬件系统，通过跨域的服务调取，能够连续创造新的使用场景。
从具体应用来看，就类似在智能手机的OS上可以开发很多的应用软件（APP软件）。根据官方的数据，这款高合HiPhi X由于拉高了配置，车载传感器就超过500多个（含内部系统的感知），执行器也有300多个。
高合在宣传提到了智能使用场景，所以这里在智能座舱系统上面开发了各种功能，其实有点类似于我们在家里使用的智能家居系统，并将这套系统导入到了用车场景中。这里有几个很有意思的午休小憩、魔法烧烤等，提前编程，通过系统调用座椅、按摩、方向盘、中控屏、PML可编程智能大灯、ISD智能交互大灯、车内氛围灯、香氛、音响、等硬件，实现车辆一键启动的多功能融于一体的场景设置。这在传统汽车上是很难实现的，开发时间也非常长，而且想要通过空中升级，不断增加新场景、不断迭代更加是不可能实现的，可以说电子电气架构堪称智能汽车的灵魂。
目前在各种场合，还没看到这款HiPhi的EE架构图。但是目前来看，可能已经进入了围绕域控制器的阶段，下一步往中央计算机的方向迭代。我觉得比Yole做的预测来得更早，中国的新造车势力在EE架构方面的迭代比全球的传统汽车企业都要快。
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▲图3 汽车电子电气架构的发展路径

在这套智能架构上衍生出来很多的配置，比较有价值的，还有这套大灯系统。
车灯一直是各家车企的必争之地之地，高合HiPhi这款车极具辨识度的就是造型独特的PML可编程智能大灯和ISD智能交互灯光系统，使整车科技感十足。同时，车的尾灯，将室外LED大屏融入到了LED尾灯组，同时屏内集成了ISD智能交互显示系统。
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▲图4 HiPhi X 的大灯和尾灯系统

PML可编程智能大灯（就是之前DMD，DLP，概念车上曾见过，量产的这是首个）除了具有高清超亮的特点，还可以自定义文字、图片、视频的投影，可以投射导航。
高合把这套灯光系统也玩出了新的花样。在媒体交流会上， 联席CTO陈俊博士展示了几点令人印象深刻的应用：
首先，智能大灯通过高精度的灯组排列，可以避免灯光直接照射到行人的眼睛，除了这个智能灯光系统的基本功能，车主在行车中停车礼让行人的时候，甚至可以通过车灯的灯光打出斑马线，提示行人先行，让行人知道车主在等待；还有一个对驾驶员特别友好的功能，就是在比较狭窄的道路上，遇到用肉眼难以准确判断车是否能通过的路段，灯光可以投射出“光毯”（本质是虚拟车道），让车主根据“光毯”的辅助，安全从容地行驶过去；另外，高合的车上还通过红外摄像头探测可能没被关注到的行人，并投射警示标志提醒驾驶员。
这些功能可能从投影技术的角度来看，实现起来并不存在特别的难度，但是能应用到车上，让人能感觉到科技的人文关怀，和技术的温度。虽然奔驰S和audi e-tron GT等传统豪华品牌也装备了这个投影大灯，但实际量产车上除了静态的灯效，都没有围绕用户场景开发像HiPhi X这些有意思的功能，更别提可以更新图案、自定义文字（车端可实时修改）；也体现了国内新势力的造车理念和创新能力有新的突破。
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▲图5 PML 核心模块的大灯系统

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Part 2 安全化水平

在高合这台车上，车门开始有很多的讲究。
最具话题感的是六扇车门的开合方式：展翼门和对开门。车门在不同的角度都可以打开，不仅是酷炫，更是为了安全的考虑——假如车辆被迫困在几乎任何位置，都可以通过打开不同的门安全脱困。
车门都是电动控制的，自然会令人担心在特殊碰撞等情况下，车门开不的情况。从资料上看，这台车做了很多的考虑：
●冗余的配电设计：这台车配置了两套电池和配电系统，前后各有一路往各车门和重要的控制器供电。安全气囊展开的同时，门锁会自动打开，确保用户的撤离。
●被动拉索设计：在冗余的配电也失效的情况下（比如连环相撞，车被夹在中间，前后电源都损坏），车身工程师在四门都预留了机械紧急拉索，而且逻辑上拉索的功能最优先，一拉门就打开。
●车身结构来看：当门框被碰变形，被动拉索会不会失效？从结构上看，车身各承载受力部位形状进行优化（碰撞时的力的传递路径），分散载荷并且在展翼门与车身连接处用了两把锁，确保车门和车身成为紧密的一体，让整个座舱高效地承载碰撞的力。
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▲图6 被动结构是保障自动门的关键

作为电动汽车，电池系统的安全性是目前用户最关心的话题。
高合在这里采用了标准的590模组来构建整车的设计，内部也使用标准的电芯设计。而通过电芯间及模组本体均使用陶瓷隔热垫，有效遏制模组间热量传递。然后通过电池管理系统来进行热失控的预警，通过把电池BMS和云端服务器的实时互联，提供全方位的状态可视化。有趣的地方是高合这款车，可以通过云端背景大数据及车主端电池数据，来实现充电时间的优化;系统会根据不同时间、地点、环境等差异化因素，通过数据计算分析，然后优化充电曲线、充电模型和充电时间。
从结构来看，增加的底护板采用了0.8mm的钢板，能过底部球击测试；前副车架增加横梁保护，以抵抗在行驶过程中较矮的障碍物对电池组及底部的碰撞或冲击。
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▲图7 高合HiPhi X的电池系统

小结：由于有了充足的预算成本（足够高的价格做支撑），高合HiPhi X这台车用料不惜工本，而且整合了很多的智能化的创新应用，功能新且丰富。看完发布交流会，的确能感受到高合的理念：“软件定义汽车、场景定义设计，共创定义价值”——所有的功能，都是基于用户实际的需求而实现，面向未来的智能架构开发打造出来的效果还是很有特色的，确实是下一代智能汽车发展的基石。
再多说一句，除了对车留下深刻的印象，作为汽车人出身，对丁总在交流会上的讲话也有些感触。丁总说（大意），创建这家公司，也是为了年轻一代汽车工程师，可以不用再经历他们过去的发展阶段了，而是可以站在他们的肩膀上，去挑战世界先进水平，在中国的企业里去创造新的高度，为中国的汽车赢得国际上的尊重。烟烟和我都有很多前同事在这家企业，真的为他们高兴。