近年來(lái),全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)迎來(lái)了前所未有的增長(zhǎng)浪潮,而中國(guó)更是成為全球電動(dòng)車發(fā)展的領(lǐng)頭羊。市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)新能源車銷量在過(guò)去五年保持高速增長(zhǎng),占全球市場(chǎng)份額的六成以上。而隨著電動(dòng)車銷量不斷攀升,動(dòng)力電池系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)也隨之增加:如何在提高能量密度、延長(zhǎng)續(xù)航里程、降低成本和提升安全性的同時(shí),實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)和產(chǎn)品上市;又如何使區(qū)域電池技術(shù)創(chuàng)新適配復(fù)雜的全球市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),成為行業(yè)關(guān)注的核心問題。
作為材料與粘合劑供應(yīng)商,漢高正通過(guò)創(chuàng)新材料、建模仿真能力和全球化服務(wù),助力整車廠與電池制造商加速研發(fā)、提升效率,并支持在國(guó)際市場(chǎng)的規(guī)模化拓展。近日,蓋世汽車與漢高粘合劑汽車零部件事業(yè)部新能源汽車業(yè)務(wù)板塊的全球市場(chǎng)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Tobias Knecht先生及亞太區(qū)產(chǎn)品開發(fā)負(fù)責(zé)人Austin Sun先生進(jìn)行了一場(chǎng)深度對(duì)話,共同探討了漢高如何為電動(dòng)車與電池行業(yè)加速發(fā)展提供全方位支持。
效率革命:從電池設(shè)計(jì)創(chuàng)新到材料系統(tǒng)的全面升級(jí)
“如果要用一個(gè)詞概括當(dāng)前電池領(lǐng)域的新趨勢(shì)和新需求,那就是‘效率’。”Tobias Knecht開宗明義地指出,“無(wú)論是體積利用率、重量效率,還是快充性能和續(xù)航能力,亦或是制造成本和開發(fā)速度,整個(gè)行業(yè)都在追求更高效的電池系統(tǒng)。”
這種效率追求正驅(qū)動(dòng)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)歷根本性變革。從傳統(tǒng)的“電芯-模組-電池包”(CTM)到如今主流的“電芯-電池包”(CTP),再到前沿的“電芯-底盤結(jié)構(gòu)”(CTC)方式,進(jìn)一步演化到“電芯-車身一體化”(CTB),每一步演進(jìn)都意味著模塊間的支撐結(jié)構(gòu)和零部件數(shù)量的大幅精簡(jiǎn)、快充與續(xù)航等能效的顯著提升,以及成本效益的優(yōu)化。
然而,電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化帶來(lái)的不僅是性能與成本優(yōu)勢(shì),更是對(duì)材料體系和粘合劑技術(shù)的嚴(yán)峻考驗(yàn)。
“以前,我們可能只需要提供簡(jiǎn)單的密封墊用來(lái)把電池上蓋粘接到電池包外殼上,它只需具備密封性和一定彈性即可。但現(xiàn)在,當(dāng)電芯被直接集成到電池包甚至車身結(jié)構(gòu)中,傳統(tǒng)的螺栓連接和機(jī)械固定方式就顯得力不從心了,這就要求我們的粘合劑能夠兼顧多種功能,既能提供足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,又能保持必要的彈性,還需具備導(dǎo)熱等性能,從而更好地適配新一代電池系統(tǒng)在安全性、可靠性和性能方面的需求。”Tobias解釋道。
除了電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)的挑戰(zhàn),車輛退役后的電池回收也成為行業(yè)關(guān)注重點(diǎn)。如何對(duì)使用了高強(qiáng)度粘合劑的電池進(jìn)行高效率、高質(zhì)量的拆解,確保電池中有價(jià)值的材料能夠得到有效回收?這些問題對(duì)材料和粘合劑供應(yīng)商的能力提出了更高要求。Tobias強(qiáng)調(diào):“如今粘合劑的功能正在從單一的密封或固定,逐漸演變?yōu)槎喙δ苋诤系木C合型解決方案,如結(jié)構(gòu)性粘接+彈性、結(jié)構(gòu)粘接+可脫粘、結(jié)構(gòu)粘接+導(dǎo)熱等。”
漢高在粘合劑技術(shù)和功能性材料領(lǐng)域深耕百年,持續(xù)投資于新一代粘合劑和涂層技術(shù),為客戶提供全方位解決方案。例如,為應(yīng)對(duì)電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的演變,漢高推出全新的結(jié)構(gòu)膠密封解決方案,能夠同時(shí)具備彈性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度這兩種傳統(tǒng)上難以在粘合劑中兼得的特性;針對(duì)熱管理和電池安全,漢高提供熱導(dǎo)性膠(TCA)、阻燃材料、安全涂層及定制化解決方案,實(shí)現(xiàn)高效熱管理和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
輕量化和成本優(yōu)化也是材料創(chuàng)新的核心。漢高開發(fā)的混合粘合劑組合使塑料等新材料能夠應(yīng)用于電池包設(shè)計(jì),讓客戶在材料選擇上更靈活,從而實(shí)現(xiàn)減重和降本;在電池回收和維修便捷性方面,漢高提供可脫粘的解決方案,使電芯在維修或回收?qǐng)鼍爸锌梢愿菀讖碾姵匕腥〕?,從而提升回收效率,?yōu)化電池生命周期管理。
此外,漢高提供的功能性涂層還可應(yīng)用于冷卻板或電芯表面,通過(guò)高效印刷工藝與光固化技術(shù)完成涂覆,相較傳統(tǒng)粉末涂層,節(jié)能顯著。綜合來(lái)看,這些創(chuàng)新材料和粘合劑解決方案不僅能夠滿足電池性能和安全性要求,也支持全球客戶在成本、輕量化、回收和可持續(xù)發(fā)展方面的戰(zhàn)略目標(biāo)。
數(shù)字孿生:以建模仿真技術(shù)與“虛擬材料卡”加速電池開發(fā)
隨著電動(dòng)車市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,消費(fèi)者對(duì)續(xù)航、安全性、充電速度和可靠性的要求快速提升,產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸轉(zhuǎn)向“產(chǎn)品迭代速度”。如何實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)、縮短研發(fā)周期,成為整車廠和電池制造商迫切需要解決的問題。一方面,新材料、新工藝和新結(jié)構(gòu)的引入不斷增加系統(tǒng)復(fù)雜度,使得傳統(tǒng)的線性開發(fā)模式難以支撐更緊湊的量產(chǎn)節(jié)奏。另一方面,項(xiàng)目從概念驗(yàn)證到量產(chǎn)落地往往需要跨越多個(gè)環(huán)節(jié),包括設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試、驗(yàn)證及制造協(xié)同,任何一個(gè)環(huán)節(jié)周期過(guò)長(zhǎng),都可能導(dǎo)致整體上市時(shí)間延后,錯(cuò)失市場(chǎng)窗口。
作為電池研發(fā)和制造產(chǎn)業(yè)鏈的重要參與者,漢高將“加速”的突破口放在了電池研發(fā)的起點(diǎn)——設(shè)計(jì)階段,并將創(chuàng)新觸角延伸至虛擬世界,通過(guò)“建模與仿真”能力加速材料設(shè)計(jì)研發(fā)流程。Tobias指出:“在電池包的研發(fā)初期,客戶通常會(huì)先建立數(shù)字化設(shè)計(jì)模型,包括CAD模型和仿真系統(tǒng),用于測(cè)試電池包結(jié)構(gòu)性能、充電行為和熱管理效果等。基于客戶的流程,漢高在內(nèi)部也建立了建模與仿真能力,通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù),讓粘合劑在虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬,而無(wú)需先制作出任何實(shí)體樣品,這樣客戶也無(wú)需依賴實(shí)體樣品,就能在設(shè)計(jì)早期驗(yàn)證材料性能。”
漢高開發(fā)的“虛擬材料卡”(Virtual material cards)正是這種能力的具體體現(xiàn)。Tobias解釋稱,虛擬材料卡實(shí)際上是粘合劑的“數(shù)字復(fù)制品”,包含粘合劑的結(jié)構(gòu)、熱性能及流變性能等所有關(guān)鍵性能參數(shù),電池設(shè)計(jì)人員可以在產(chǎn)品概念階段就將這些虛擬材料導(dǎo)入仿真系統(tǒng),進(jìn)行全面的性能驗(yàn)證。
這種模式的革命性在于徹底改變了材料選型的時(shí)間線,幫助客戶縮短研發(fā)周期。“傳統(tǒng)流程中,我們需要先在實(shí)驗(yàn)室完成粘合劑的測(cè)試、開發(fā),再將樣品寄給客戶,由客戶測(cè)試后反饋性能是否合格,這一流程往往需要數(shù)周或者數(shù)月。”Tobias對(duì)比道,“而現(xiàn)在,借助人工智能技術(shù)和建模仿真,我們只需數(shù)小時(shí)就能創(chuàng)建一個(gè)‘虛擬粘合劑’,得到各種關(guān)鍵參數(shù),客戶可以在其CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)軟件中直接調(diào)用這張?zhí)摂M材料卡,將這種尚處于‘概念’階段的材料應(yīng)用于下一代電池包的仿真測(cè)試中。”
漢高的建模仿真能力覆蓋了電池開發(fā)的三大關(guān)鍵領(lǐng)域:一是結(jié)構(gòu)/碰撞仿真,分析粘合劑與電池包在碰撞、振動(dòng)等機(jī)械沖擊下的表現(xiàn)。二是熱性能仿真,評(píng)估不同導(dǎo)熱粘合劑對(duì)電池包散熱性能、快充效率的影響。三是安全性能仿真,模擬在極端熱事件中,漢高的阻燃材料或安全涂層的防護(hù)效果。
也就是說(shuō),通過(guò)漢高的建模與仿真,客戶不僅可以在材料、粘合劑選擇和工藝設(shè)計(jì)上提前做出科學(xué)決策,從根本上壓縮了試錯(cuò)成本與迭代時(shí)間,縮短開發(fā)周期;還能在設(shè)計(jì)階段就能發(fā)現(xiàn)潛在問題,通過(guò)熱失控仿真,客戶可以在設(shè)計(jì)階段評(píng)估粘合劑和功能涂層在異常高溫情況下的行為,從而提前優(yōu)化材料方案,提升電池安全性。
更重要的是,漢高不僅具備建模仿真能力,還在全球設(shè)有電池測(cè)試中心網(wǎng)絡(luò),通過(guò)
機(jī)器人施膠與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試獲取真實(shí)材料性能數(shù)據(jù),并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化仿真模型。這種真實(shí)與虛擬環(huán)境測(cè)試結(jié)合的方式,能夠確保仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際應(yīng)用高度一致,為客戶提供可靠的設(shè)計(jì)參考。
此外,這種方法有助于客戶在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)一致性設(shè)計(jì)。無(wú)論客戶在亞太、歐洲還是北美市場(chǎng)啟動(dòng)項(xiàng)目,數(shù)字孿生工具都能保證材料性能數(shù)據(jù)和開發(fā)流程的一致性,為全球化部署提供技術(shù)支撐。
生態(tài)協(xié)同:本土開發(fā),賦能全球
作為一家深度全球化的企業(yè),漢高對(duì)不同區(qū)域市場(chǎng)的電動(dòng)車技術(shù)趨勢(shì)與產(chǎn)業(yè)特性有著清晰洞察,并以此為基礎(chǔ)推動(dòng)跨區(qū)域的技術(shù)與生態(tài)協(xié)同。
Austin Sun在訪談中指出,與歐美市場(chǎng)相比,中國(guó)市場(chǎng)呈現(xiàn)出獨(dú)特的“三重驅(qū)動(dòng)”:高速的創(chuàng)新迭代節(jié)奏、對(duì)成本與效率的持續(xù)優(yōu)化要求,以及高度協(xié)同、反應(yīng)靈活快速的供應(yīng)鏈協(xié)作生態(tài)。正是這種獨(dú)特的市場(chǎng)環(huán)境,使得中國(guó)成為漢高全球電動(dòng)出行業(yè)務(wù)的重要?jiǎng)?chuàng)新策源地之一。
面對(duì)中國(guó)市場(chǎng)對(duì)快充技術(shù)、高能量密度和電池包一體化設(shè)計(jì)的迫切需求,漢高在中國(guó)建立了深度本土化的開發(fā)布局。Austin Sun介紹,針對(duì)中國(guó)復(fù)雜的地理氣候條件,漢高開發(fā)了適應(yīng)北方寒冷與南方高溫環(huán)境的電池包材料解決方案;另外,漢高重點(diǎn)開發(fā)新一代混合粘合劑和高可靠性密封材料以及熱導(dǎo)性膠(TCA),這些解決方案不僅可以滿足基本的結(jié)構(gòu)粘接需求,更能實(shí)現(xiàn)高效的熱管理功能,以應(yīng)對(duì)快充場(chǎng)景下的極端熱負(fù)荷。
值得注意的是,漢高汽車零部件事業(yè)部在中國(guó)本土的創(chuàng)新開發(fā)并非只服務(wù)于本地需求,同時(shí)支持客戶在全球范圍的業(yè)務(wù)拓展。Austin Sun提到,該公司在中國(guó)市場(chǎng)與一客戶合作開發(fā)了熱導(dǎo)性膠(TCA),在完成本地驗(yàn)證與認(rèn)證后,被成功復(fù)制到客戶在東南亞與歐洲的工廠,材料配方、品質(zhì)和性能均一致。由于已經(jīng)在中國(guó)完成全面的材料認(rèn)證和量產(chǎn)驗(yàn)證,海外工廠的規(guī)模化導(dǎo)入時(shí)間得以大幅縮短。這種模式,為客戶的國(guó)際化布局提供了關(guān)鍵支撐。
為了支撐這種“本地開發(fā)、多地復(fù)用/推廣”的模式,漢高依托其在北美、歐洲、亞太的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和測(cè)試中心,使全球不同地區(qū)的客戶能夠共享材料平臺(tái)、質(zhì)量體系與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這樣的架構(gòu)既能確保本地的快速開發(fā)與全球標(biāo)準(zhǔn)保持一致性,也讓全球客戶可以使用同一材料體系構(gòu)建跨區(qū)域生產(chǎn)線。這一模式使?jié)h高成為中國(guó)電動(dòng)車與電池企業(yè)走向國(guó)際市場(chǎng)的重要合作伙伴。
護(hù)航出海,助力中國(guó)企業(yè)邁向世界舞臺(tái)
隨著中國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)鏈的成熟與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,出海已成為眾多中國(guó)電池企業(yè)和整車廠的必然選擇。在這一全球化進(jìn)程中,中國(guó)企業(yè)展現(xiàn)出獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),同時(shí)也面臨著多重挑戰(zhàn)。
Austin分析認(rèn)為,中國(guó)電動(dòng)車企業(yè)在發(fā)展國(guó)際市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)一方面體現(xiàn)在電池產(chǎn)業(yè)鏈,中國(guó)電池制造商在電池設(shè)計(jì)、工程能力方面非常成熟,具備豐富的工廠建設(shè)和復(fù)制產(chǎn)線的經(jīng)驗(yàn),可以把在中國(guó)的成功模式迅速?gòu)?fù)制到全球;另一方面,中國(guó)企業(yè)在全球原材料供應(yīng)鏈布局方面展現(xiàn)出卓越能力。“他們可以在全球范圍獲取資源,強(qiáng)化自身價(jià)值鏈,并能更高效地在各地分發(fā)產(chǎn)品。”Austin Sun說(shuō)道。這種供應(yīng)鏈的全球化布局為中國(guó)企業(yè)出海奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
但這并不意味著中國(guó)企業(yè)的出海之路將暢通無(wú)阻。Austin Sun坦言,最大的挑戰(zhàn)在于如何讓中國(guó)電池制造商的電池設(shè)計(jì)符合全球不同地區(qū)的監(jiān)管要求,特別是歐洲和北美市場(chǎng)在環(huán)保、可持續(xù)性、回收利用等方面不同的法規(guī)體系,這些差異對(duì)中國(guó)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料選擇提出了挑戰(zhàn)。另外在出海途中,中國(guó)企業(yè)需要擺脫地域限制,深入理解當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)法規(guī)、穩(wěn)定性要求以及消費(fèi)者預(yù)期。
這時(shí),在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)擁有一個(gè)可靠的、能提供規(guī)?;С值暮献骰锇閷⑹掳牍Ρ?,而漢高憑借其全球化布局將成為中國(guó)企業(yè)的理想選擇。
漢高深耕全球市場(chǎng)多年,對(duì)各國(guó)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)有著深刻理解。這種本地化的專業(yè)知識(shí)能夠幫助中國(guó)企業(yè)精準(zhǔn)適配當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī),從而在項(xiàng)目導(dǎo)入階段實(shí)現(xiàn)更高的效率。Austin Sun表示:“我們能夠幫助亞太的電池企業(yè)快速提供符合各地區(qū)監(jiān)管要求的材料方案,加速順利落地和規(guī)?;慨a(chǎn)。”
除了合規(guī)支持,漢高的核心價(jià)值還在于其全面的產(chǎn)品組合,能提供涵蓋電池設(shè)計(jì)到交付的完整流程的解決方案。作為全球范圍內(nèi)值得信賴的供應(yīng)商,漢高不僅提供材料和粘合劑產(chǎn)品,更提供全方位的技術(shù)支持和服務(wù)。
這得益于漢高在全球范圍內(nèi)廣泛的創(chuàng)新布局和供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。“無(wú)論是在中國(guó)、歐洲還是北美,我們都能以強(qiáng)大的創(chuàng)新能力和布局支持客戶的新設(shè)計(jì)和新項(xiàng)目,在不同市場(chǎng)提供穩(wěn)定的高質(zhì)量材料產(chǎn)品。”Austin Sun說(shuō)道。
結(jié)語(yǔ):
展望未來(lái),漢高粘合劑汽車零部件事業(yè)部新能源汽車業(yè)務(wù)板塊的目標(biāo)是推動(dòng)大規(guī)模零排放出行,并在全球范圍內(nèi)成為整車廠與電池企業(yè)可信賴的合作伙伴。Tobias Knecht表示:“我們的愿景是通過(guò)更高效的方式,推動(dòng)電動(dòng)車在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化,同時(shí)支持來(lái)自亞太市場(chǎng)和中國(guó)的客戶在國(guó)際市場(chǎng)拓展業(yè)務(wù)。”
Austin Sun補(bǔ)充道:“我們希望與客戶共同探索電池技術(shù)前沿,開發(fā)新的電池材料和技術(shù),實(shí)現(xiàn)下一代電池技術(shù)的創(chuàng)新突破。”
隨著全球電動(dòng)車市場(chǎng)的進(jìn)一步成熟,中國(guó)企業(yè)的出海之路將更加廣闊。漢高,以其在材料科學(xué)領(lǐng)域的百年積淀,結(jié)合前瞻性的數(shù)字化工具(如虛擬材料卡與建模仿真)和真正的全球化網(wǎng)絡(luò)與合規(guī)能力,正致力于成為中國(guó)合作伙伴克服地域障礙、加速產(chǎn)品上市、并成功實(shí)現(xiàn)全球規(guī)?;?ldquo;粘合劑”與“助推器”。