Скандалы в кабинете и дорогие батареи: как CATL создавала аккумуляторы для LS8 NEO

Компания IM Motors (Чжицзи) представила электрическую версию кроссовера LS8 NEO, и за этим событием стоит история многолетнего сотрудничества с производителем аккумуляторов CATL, которая оказалась куда интереснее, чем обычный пресс-релиз о новинке. На пресс-конференции после презентации технические директора обеих компаний — Гао Хуань из CATL и Сян Цзяо из IM Motors — откровенно рассказали о том, как рождались батареи для этого автомобиля, почему они стоят недешево и зачем вообще нужны были два разных варианта аккумулятора.

Гао Хуань с ходу признал: «Наши батареи довольно дорогие, иногда даже заметно дороже». При этом, как выяснилось, требования автопроизводителя к поставщику от этого мягче не становятся. Сян Цзяо и Гао Хуань знакомы много лет, и, по словам последнего, ради нужных характеристик и технических спецификаций они порой закрываются в кабинете и спорят на повышенных тонах. Один из примеров: IM Motors хотела увеличить емкость батареи с 93 до 103 киловатт-часов, но при этом не наращивать ее вес. Кроме того, требовалась улучшенная сверхбыстрая зарядка, которая при этом не отнимала бы слишком много ресурсов у системы терморегулирования всего автомобиля. Для CATL это означало необходимость одновременно повысить удельную плотность энергии и дополнительно снизить внутреннее сопротивление элементов — по некоторым показателям речь шла о снижении еще на 10–20 процентов. Емкость, вес, скорость зарядки, безопасность и срок службы — все приходилось учитывать в комплексе, и ради этого инженерные команды обеих компаний шли на многократные итерации.

Здесь стоит пояснить, почему задача с весом была настолько принципиальной. Электрический LS8 NEO — крупный кроссовер длиной более пяти метров, напичканный комфортными опциями, аппаратурой для интеллектуального вождения и полностью рулевым шасси с электронным управлением. Увеличение батареи, разумеется, повышает запас хода, но если при этом заметно растет снаряженная масса, страдают энергопотребление, управляемость и поведение шасси. Поэтому втиснуть больше энергии в те же весовые рамки стало общей проблемой для обеих команд. Второй сложностью стала сверхбыстрая зарядка: IM Motors хотела улучшить зарядные характеристики, но не могла отдать всю мощность системы охлаждения автомобиля на нужды тяговой батареи. Это предъявило более жесткие требования к тепловому менеджменту самой батареи. Ключевым направлением оптимизации стало снижение внутреннего сопротивления — по словам Гао Хуаня, в ходе обсуждений IM Motors просила дополнительно уменьшить его на 10–20 процентов, чтобы сократить нагрев при заряде и разряде. Итогом этих споров стал постоянный поиск баланса между производительностью, безопасностью, долговечностью, плотностью энергии, устойчивостью к внешним условиям и стоимостью.

Результат совместной работы воплотился в двух вариантах батареи для LS8 NEO. Первый — «золотая» эффективная батарея на 93 киловатт-часа с литий-железо-фосфатной химией. У такого типа элементов есть свои преимущества по стоимости и безопасности, но поведение при низких температурах и точность оценки остаточного заряда традиционно остаются слабыми местами. На этот раз обе компании сосредоточились на согласованной работе системы управления батареей и электроники всего автомобиля. Гао Хуань рассказал, что в холодных сценариях команда оптимизировала алгоритм оценки уровня заряда: отраслевая погрешность обычно составляет около 5–8 процентов, а совместное решение IM Motors и CATL, по его словам, позволяет уложить ее в 2–3 процента. Речь идет не просто о более красивой цифре на приборной панели — зимой и при низком заряде точность оценки напрямую влияет на достоверность отображаемого запаса хода и снижает риски, связанные с неверным прогнозом. Кроме того, партнеры согласованно оптимизировали алгоритмы заряда и разряда, рекуперации энергии и терморегулирования: отдача мощности стала более плавной, без прежних ступенчатых скачков, а эффективность возврата энергии при разгоне и торможении улучшилась. Такие изменения затрагивают взаимодействие батареи и стратегий управления автомобилем, и добиться их простой заменой элементов попросту невозможно.

Второй вариант — батарея на 103 киловатт-часа с монокристаллическими элементами повышенной энергоемкости. Здесь акцент сделан именно на балансе между плотностью энергии и массой автомобиля. Гао Хуань особо отметил, что LS8 NEO получил богатое оснащение салона и комфортные опции, которые утяжеляют машину, поэтому батарейная система должна была обеспечить более высокую емкость, максимально контролируя вес, чтобы шасси могло раскрыть свой потенциал. Один вариант ориентирован на стоимость, эффективность и повседневный опыт, второй — на дальнейший рост плотности энергии, и за обоими стоят совместные решения автопроизводителя и поставщика. При этом, по мнению Гао Хуаня, сотрудничество не должно ограничиваться только характеристиками: надежность и долгий срок службы батареи тоже требуют серьезной проверки. Сян Цзяо упомянул, что партнеры провели дорожные испытания аккумуляторов с суммарным пробегом 250 тысяч километров, включая трассы Сычуань-Тибета и районы Мохэ с экстремальными температурами. После разборки и проверки остаточная емкость батарей составила 90 процентов. Гао Хуань добавил, что даже после таких суровых тестов команда продолжает дальнейшие проверки.

Отвечая на вопрос о цене, Гао Хуань не стал уходить от темы и объяснил высокую стоимость прежде всего масштабом инвестиций в исследования: за многие годы компания вложила в разработки более 100 миллиардов юаней и накопила свыше 60 тысяч патентов. По его словам, за этими цифрами стоит то, что в технологии тяговых батарей по-прежнему остается масса инженерных задач, требующих прорыва. Хотя в последние годы рост плотности энергии уже не такой стремительный, как на заре отрасли, батарейные технологии далеки от зрелости и плато — особенно в части безопасности, надежности, срока службы и поведения в разных условиях. Гао Хуань подчеркнул, что тяговая батарея — важнейший элемент безопасности автомобиля, и при разработке необходимо сохранять предельную ответственность. Это связано с самим жизненным циклом машины: смартфон меняют раз в несколько лет, а автомобиль эксплуатируют восемь, десять и более лет, и батарея должна хорошо работать не только в момент передачи клиенту, но и переживать долгие циклы заряда-разряда, перепады температур и разные дорожные условия, а такое невозможно подтвердить одним лабораторным тестом.

Как крупнейший мировой поставщик тяговых батарей, CATL располагает огромным парком установленных аккумуляторов: в общей сложности около 30 миллионов автомобилей и более миллиарда выпущенных элементов. Массовое применение дает постоянно накапливаемые данные о работе продуктов в реальных условиях, но одновременно предъявляет более высокие требования к производственной стабильности: добиться соответствия стандартам для одного элемента и обеспечить ту же стабильность для сотен миллионов элементов в серийном производстве — совершенно разные задачи. Сян Цзяо также упомянул стандарт контроля качества CATL на уровне PPB, то есть измерение уровня дефектов в единицах на миллиард. Для тяговых батарей масштабируемость производства влияет не только на издержки, но и напрямую на то, сможет ли качество оставаться стабильным на длительном горизонте. Гао Хуань считает, что именно технологические инвестиции и требования к качеству во многом объясняют более высокую цену продукции CATL. Однако в условиях растущего давления автопроизводителей на себестоимость ссылаться только на собственные вложения недостаточно: готовность платить больше в конечном счете зависит от того, сколько ценности батарея приносит автомобилю. На фоне усиливающейся ценовой конкуренции на рынке электромобилей тяговая батарея остается одной из важнейших статей затрат — по словам Гао Хуаня, она составляет примерно 30–40 процентов стоимости машины, так что для моделей массового ценового диапазона изменение цены аккумулятора напрямую влияет на итоговую стоимость и маржу.

Любопытно, что выбор IM Motors заметно расходится с курсом части отрасли. В последние годы автопроизводители наращивают вложения в тяговые батареи: одни разрабатывают собственные элементы, другие глубоко погружаются в создание батарейных блоков и систем управления, третьи через инвестиции и совместные предприятия укрепляют контроль над цепочкой поставок. За этим стоят и соображения технологической самостоятельности, и вопросы издержек, дифференциации продукта и влияния на поставщиков. IM Motors же отвечает на эти тренды углублением сотрудничества с CATL. Сян Цзяо прямо заявил: «Пусть профессионалы занимаются своим делом». По его объяснению, компании важнее итоговый пользовательский опыт, а не то, какая именно фирма в одиночку разработала ту или иную технологию. Сотрудничество SAIC и CATL, кстати, началось не вчера: еще в 2017 году стороны создали совместные предприятия SAIC-CATL и CATL-SAIC, охватывающие в том числе элементы и батарейные блоки. За годы партнерство углубилось до уровня определения продукта и совместных разработок. Сян Цзяо считает, что характеристики самой батареи — лишь база, а чтобы по-настоящему хорошо ее использовать, нужны интеграция в автомобиль и сквозное терморегулирование. Гао Хуань в свою очередь отметил, что стороны обмениваются технической информацией на разных уровнях: IM Motors делится опытом эксплуатации и пользовательскими сценариями, а CATL открывает данные о производственных процессах и базовые технические сведения для более глубокой совместной разработки. Это значит, что поставщик батарей больше не просто выпускает продукцию по спецификации автопроизводителя — сам автопроизводитель участвует в определении характеристик батареи и оптимизации алгоритмов, а порой выдвигает новые требования к конкретным инженерным показателям.

При этом IM Motors не во всех ключевых технологиях идет путем внешнего партнерства. Показательный контраст: в тяговых батареях компания придерживается совместной разработки, а в области рулевого шасси с электронным управлением выбрала собственный путь. Сян Цзяо рассказал, что SAIC начала исследования технологии рулевого управления по проводам еще в 2018 году, работа заняла восемь лет, а число проведенных испытаний превысило десять тысяч. Одна из целей — держать ключевые технологии шасси в своих руках. По сравнению с традиционным шасси полностью электронное шасси требует более глубокой координации рулевого управления, торможения и привода, а собственная базовая технология позволяет эффективнее управлять этими системами и меньше зависеть от закрытых внешних решений. Сегодня эта технология постепенно появляется во все большем числе моделей IM Motors: на LS8 NEO полностью электронное шасси стало стандартом для всей линейки, и вместе с задним подруливанием крупный кроссовер длиной более пяти метров получил радиус разворота 4,85 метра. В части безопасности Сян Цзяо упомянул множество тестов на сценарии взрыва шины и покрытия с неоднородным коэффициентом сцепления, где устойчивость повышается за счет тройного резервирования и согласованного управления системами автомобиля. Конечно, остается вопрос стоимости: сможет ли передовая технология шасси выйти в массовый ценовой диапазон. По словам Сян Цзяо, SAIC за счет собственных разработок владеет базовой технологией и, опираясь на цепочку поставок группы и масштабное производство, постепенно делает издержки контролируемыми — именно поэтому полностью электронное шасси удалось сделать стандартом для всей линейки, а не только для дорогих версий.

Две эти линии разработки вместе делают выбор IM Motors в пользу тех или иных технологий вполне понятным. В шасси, где нужна глубокая интеграция с автомобилем и где решаются вопросы управляемости и безопасности, компания годами инвестирует в собственные разработки. В тяговых батареях, где требуются огромные вложения в исследования и высочайшая стабильность серийного производства, она опирается на наработки ведущего поставщика, сохраняя при этом собственные компетенции в интеграции и разработке на уровне автомобиля. Разные технологические области — разные способы распределения ресурсов. По мере углубления технологий в электромобилях отношения между автопроизводителями и ключевыми поставщиками становятся все сложнее: производителям батарей нужно понимать больше реальных сценариев эксплуатации машин, а автопроизводителям — глубже разбираться в свойствах элементов, терморегулировании и алгоритмах управления батареей. Прежние четкие отношения закупки и поставки превращаются в более тесное совместное развитие, у которого есть и реальные испытания: глубина технологической кооперации, то, насколько каждая сторона владеет ключевыми результатами разработок, и способность постоянно оптимизировать издержки цепочки поставок — все это влияет на конкурентоспособность итогового продукта. Для IM Motors продолжение сотрудничества с CATL вовсе не означает, что можно отказаться от собственных разработок. Наоборот, автопроизводитель должен достаточно хорошо понимать батарею, чтобы выдвигать более конкретные и более жесткие технические требования. Как заметил Гао Хуань, два технических директора порой до сих пор закрываются в кабинете, чтобы поспорить об очередном показателе. Батарею может делать профессиональный производитель, но то, как заставить ее показать лучшие результаты в конкретном автомобиле, по-прежнему остается задачей самого автопроизводителя.