9月4日-6日,由中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國汽車工程學(xué)會、中國汽車工業(yè)協(xié)會以及中國汽車報(bào)社共同主辦的第十六屆中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國際論壇在天津隆重召開。其中,在9月6日舉辦的線上會議中,來自重慶長安新能源汽車科技有限公司的鄧承浩給大家?guī)碇黝}演講《對動力電池技術(shù)路線的一些思考》。
以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄:
鄧承浩:尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo),各位專家,各位行業(yè)同仁,大家好!我是來自重慶長安新能源汽車科技有限公司的鄧承浩,很高興今天給大家做這個(gè)分享。
我在長安汽車主要負(fù)責(zé)動力系統(tǒng)的開發(fā)。所以說我今天主要站在整車的視角分享一下我對動力電池技術(shù)路線的一些思考。主要分為三個(gè)部分:第一個(gè)部分,我想來回顧一下過去十年動力電池技術(shù)取得的一些進(jìn)展;第二個(gè)部分,我想站在整車的角度分享一下,由于我們電池的引入,給我們用戶在使用電動汽車過程中帶來的一些痛點(diǎn);第三個(gè)部分介紹一下基于整車的角度,我們對于動力電池未來關(guān)鍵技術(shù)路線的一些思考。
首先來看第一個(gè)部分,在過去的十年,電動化不可逆轉(zhuǎn)。在2019年,全球新能源汽車的產(chǎn)銷已經(jīng)達(dá)到了221萬輛,市場滲透率達(dá)到了2.5%,累計(jì)產(chǎn)銷已經(jīng)突破了700萬輛。
中國目前已經(jīng)成為全球最大的新能源汽車市場,2019年我們的銷量超過了120萬輛,截止到今年6月,新能源汽車的累計(jì)銷量已經(jīng)超過450萬輛。
我們在2012年發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》,當(dāng)時(shí)我們規(guī)劃到2020年,我們新能源汽車的累計(jì)銷量要達(dá)到500萬輛,目前來看,今年可以達(dá)到目標(biāo)的要求,這是因?yàn)槲覀冊谌蜃钤绨研履茉?、把純電?qū)動定義為我們的戰(zhàn)略,我們在新能源領(lǐng)域也獲得了先發(fā)的優(yōu)勢。
在過去十年,由于我們國家果斷確定了純電驅(qū)動的技術(shù)路線,我們在市場端電動化也在提速,我們整個(gè)電動汽車的產(chǎn)銷量也是全球最大的。
在過去十年,我們動力電池的技術(shù)也取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。我主要從四個(gè)方面講:
第一個(gè)方面是我們的產(chǎn)業(yè)布局日趨完善。我們無論從上游還是中游、下游以及售后服務(wù),在過去十年都涌現(xiàn)出了非常多優(yōu)秀的企業(yè),我們動力電池的產(chǎn)銷規(guī)模也持續(xù)擴(kuò)大。2019年中國動力電池的裝機(jī)量達(dá)到了62.4GWh,達(dá)到了全球的50%以上。此外,我們也形成了圓柱形、方型、軟包以及多種材料體系的動力電池產(chǎn)品。
我們動力電池的結(jié)構(gòu)也非常合理,技術(shù)路線在過去十年也取得了非常大的進(jìn)步,從幾個(gè)維度來講:首先來看動力電池最重要的能量密度。我們從2015年的單體能量密度160瓦時(shí)/公斤提升到現(xiàn)在300瓦時(shí)/公斤,這給我們帶來最直觀的收益是我們電動汽車的續(xù)駛里程從200公里提升到現(xiàn)在的600公里左右。
從集成方式來看,過去十年也有很多的變化。我們從最開始的非標(biāo)準(zhǔn)的模組到后來標(biāo)準(zhǔn)模組,今天我們在走大模組甚至巨模組化,這讓我們動力電池的集成效率得到了明顯提升,從早期的百分之五六十提升到現(xiàn)在的百分之七八十。
電池的壽命在過去十年也有非常明顯的進(jìn)步。我們從最開始很難達(dá)成8年12萬公里的質(zhì)保到現(xiàn)在有6年60萬、8年80萬TO B端的產(chǎn)品,以及終身質(zhì)保的TO
C段的產(chǎn)品,應(yīng)該講,動力電池在壽命方面衰減方面已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步。
最近我們也跟蹤了一些長安投放的電動汽車產(chǎn)品,我們發(fā)現(xiàn)這些年投放的電動汽車20-30萬公里的里程之后,容量衰減率基本小于5%,可見我們整個(gè)動力電池的衰減問題已經(jīng)基本得到了解決。
第二部分,回看一下由于電池的引入,給我們電動汽車帶來的一些痛點(diǎn)。
我們來看,用戶在買新能源汽車的時(shí)候究竟擔(dān)心什么。我們做了一些市場調(diào)研,實(shí)際上目前很多燃油車用戶或者還沒有買過車的用戶在買車的時(shí)候,對電動汽車還是有非常多的顧慮,主要有六個(gè)方面的顧慮:一是續(xù)駛里程短,二是充電比較慢,三是衰減比較快,四是電動汽車售價(jià)高,五是電動汽車安全性不及燃油車,第六是殘值比較低。由于這六大痛點(diǎn),讓很多用戶在選了時(shí)候最終放棄了我們的電動汽車,轉(zhuǎn)向燃油汽車。這些背后的原因是什么?我們來看一下。
首先是續(xù)駛里程短,主要還是受電池能量密度的影響,目前我們的三元鋰電池能量密度300瓦時(shí)/公斤,已經(jīng)接近了物理極限,未來想再持續(xù)提升續(xù)駛里程,其實(shí)難度越來越大。
第二就是充電慢,主要是整個(gè)的三元材料的充電倍率的限制。我們從早期1C的充電到1.6C、2.2C的充電,基本上實(shí)現(xiàn)了“充電十分鐘,續(xù)航百公里”,但是我們?nèi)绻朐俪掷m(xù)提升充電的速度,想要接近燃油車加油速度是非常難的。
第三就是衰減快,雖然說這些年電動汽車的電池衰減問題已經(jīng)明顯好轉(zhuǎn),但是衰減仍然是鋰電池的固有特性。在長時(shí)間使用之后,仍然存在著衰減的問題。
第四個(gè)就是售價(jià)高。由于電池的成本比較高,當(dāng)然這幾年電池的成本已經(jīng)有了明顯的改善,從最開始超過1元/瓦時(shí),到現(xiàn)在大概0.5-0.6元/瓦時(shí),但是電池的成本仍然占我們整車成本的30%-40%,導(dǎo)致我們電動汽車比同規(guī)格的燃油車還是要貴不少。
第五個(gè)就是安全性差。由于三元鋰電池材料體系的熱穩(wěn)定性差,大概200度左右,我們的材料體系就會分解或者發(fā)生反應(yīng),而且一旦電芯熱失控后,排氣量非常大,而且溫度很大,有可能引發(fā)一些連鎖的負(fù)反應(yīng),讓我們電動汽車的安全問題也是大家非常擔(dān)心的話題。
最后就是殘值低。這是因?yàn)槲覀冇脩粼谧龆周嚱灰椎臅r(shí)候,很難準(zhǔn)確判斷電池的性能,不知道這個(gè)電池的壽命怎么樣,不知道這個(gè)電池的性能怎么樣,有擔(dān)憂,導(dǎo)致我們買方和賣方很難在電動汽車二手車的價(jià)格上達(dá)成一致,導(dǎo)致我們的殘值差,二手車不好賣。這幾個(gè)問題共同導(dǎo)致了我們用戶對電動汽車還是比較擔(dān)心。
第三個(gè)部分,基于這些問題,我想講一講我們長安汽車在動力電池關(guān)鍵技術(shù)的一些思考。
首先針對電池的痛點(diǎn),我們有些什么樣的解決辦法。
電動汽車由于電池的引入,增加了諸多痛點(diǎn),但是消費(fèi)者對于電動汽車的信任實(shí)際上是沒有任何變化的,因?yàn)槲覀兊挠脩羰且匀加蛙嚍殄^點(diǎn)的,他希望我們的電動汽車必須要達(dá)到燃油車的性能水平,那我們怎么辦呢?我認(rèn)為主要有三條路徑:
第一條路徑就是在當(dāng)前我們電池技術(shù)路線的基礎(chǔ)上,把電池做得更好。通過電池集成水平的提升和電池管理水平的提升,讓我們的電池更加滿足消費(fèi)者的需求,來緩解我們的痛點(diǎn)。
第二條路徑就是我們把電池做得更小一些,不要把電池做得越來越大。這就涉及到一些新的技術(shù)路線,比如混合動力、插電式混合動力以及燃料電池技術(shù)路線,把我們的電池做小。
第三條路徑就是革新電池。比如說我們把今天三元的液態(tài)電池?fù)Q成固態(tài)電池,來提升一些性能。
我們來看一下這三條技術(shù)路線,實(shí)際上在革新電池方面,我們認(rèn)為短期之內(nèi),我們還很難真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。在做小電池方面,實(shí)際上整車技術(shù)路線有些思考,我認(rèn)為我們的電池人要想的
是怎么去做好電池,讓電池更好的滿足我們消費(fèi)者的需求。也正是基于此,長安也正圍繞著如何做好電池來積極打造“電池管家”這么一個(gè)服務(wù)品牌。
所謂“電池管家”,是指我們長安自己并不做電芯,但是我們把電芯管理到極致好的水平,主要有“長安超快”四個(gè)特征,所謂“長安超快”就是長壽、安全、超能和快捷,以希望我們電動汽車的電池能夠給客戶帶來更好的使用體驗(yàn)。
下面就是我們技術(shù)的一些思考,第一個(gè)技術(shù)思考是電池集成技術(shù)。
這些年我們電池集成的技術(shù)路線反復(fù)有一些變化,從最開始的非標(biāo)準(zhǔn)模組,整個(gè)行業(yè)在模組方面沒有統(tǒng)一的尺寸標(biāo)準(zhǔn)。再到后面,行業(yè)出現(xiàn)了355、390,現(xiàn)在的590這樣一些標(biāo)準(zhǔn)化的模組,同時(shí)我們又從標(biāo)準(zhǔn)的模組轉(zhuǎn)向大模組,把模組做得越來越大,以降低成本,甚至到今天我們提出巨模組化的概念,也就是從電芯直接到總成。有很多企業(yè)都在糾結(jié)哪條技術(shù)路線更適合我們,是標(biāo)準(zhǔn)化的模組還是巨模組化的技術(shù)路線更適合。我的觀點(diǎn)是:實(shí)際上沒有孰優(yōu)孰劣,關(guān)鍵還是取決于我們主機(jī)廠的資源,以及我們對于電池回收和梯次利用的思考。比如說我們組機(jī)廠的資源如果能夠匹配我們的巨模組化,我們可以走這條技術(shù)路線。如果我們未來的資源在后端,在梯次利用上有些考量,或許整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模組是一個(gè)很好的選擇。
當(dāng)然我認(rèn)為不管是大模組還是去模組化,都是一個(gè)過渡的方式。長安未來將積極的推進(jìn)去模組、去總成化的的概念,也就是把我們動力電池電力總成跟車體深度的融合,革新整車的生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)C2A的技術(shù)路線,也就是從電芯到整車的技術(shù)路線。
下一個(gè)話題是電池安全的思考。目前行業(yè)主要聚焦在如何讓電芯熱失控之后延緩整車熱失控的時(shí)間,來保護(hù)人員的安全。比如說我們最新的國標(biāo)提出了5分鐘時(shí)間的要求,但是這實(shí)際上與用戶的期望存在很大差異,我們的用戶企望電池汽車是不起火、不爆炸的。我想講我們當(dāng)前的開發(fā)邏輯需要變化,我們早期提出了時(shí)間的要求是以保護(hù)人員安全為出發(fā)點(diǎn)的,未來我們應(yīng)該從保護(hù)財(cái)產(chǎn)安全的角度進(jìn)行考慮。我們要實(shí)現(xiàn)電池不起火,不爆炸。
舉個(gè)例子,我的一個(gè)朋友告訴我說他買了電動汽車以后,停車特別講究,不太敢把車停在好車旁邊,他怕萬一引起了問題賠不起。這實(shí)際上都是站在我們用戶對電動汽車電池安全的顧慮上考慮的,也是站在財(cái)產(chǎn)安全角度考慮的。
長安下一步將基于電芯的電化學(xué)安全,電池總成在集成的安全防護(hù),也就是說即使電芯熱失控了之后,我們的整包也能夠控制熱失控,以及我們的大數(shù)據(jù)監(jiān)控,三管齊下,持續(xù)提升電池安全的水平。我們的目標(biāo)是在下一代電池中實(shí)現(xiàn)電池總成零起火。
同時(shí)在這我也想呼吁一下,我們整個(gè)電動汽車新能源行業(yè)應(yīng)該加快完善電池全生命周期管理體系,建立強(qiáng)制退役的機(jī)制。我們來看燃油車,有很多燃油車用戶把車使用到生命周期末端的時(shí)候,實(shí)際上是不會主動對車進(jìn)行報(bào)廢的,把車停在一個(gè)地方,讓它一直放著就行了。電動汽車這樣的話是有危險(xiǎn)的,如果我們把一輛電動汽車報(bào)廢之后就放在路邊,保不齊哪一天就可能會起火。因此,我們必須要建立電動汽車強(qiáng)制退役的機(jī)制,這個(gè)機(jī)制的背后,我們要打通電動汽車退役之后的流程和制度,同時(shí)我們要找到退役電池在梯次利用和回收方面的一些商業(yè)模式和整個(gè)的運(yùn)用價(jià)值。
下一個(gè)就是電池壽命的開發(fā)技術(shù)。這些年行業(yè)對于電池壽命問題越來越激進(jìn),從最開始的8年12萬公里,到后來有3年30萬公里、5年50萬公里、6年60萬公里、8年80萬公里,對我們的個(gè)人用戶又出現(xiàn)了終身質(zhì)保,甚至現(xiàn)在有一些在研究100萬公里、200萬公里的整個(gè)壽命衰減的電池。電池的壽命是不是越長越好?我覺得我們要回歸理性,為什么?實(shí)際上超過百萬公里的電池壽命,用戶是用不到的,而且我們的產(chǎn)品成本卻增加了。如果我們不打通電池梯次利用的途徑,實(shí)際上帶來的是一種浪費(fèi),用戶用不到,但車卻要退役了。
我認(rèn)為電池壽命的本質(zhì)還是要把壽命的衰減透明化,我們要建立一個(gè)統(tǒng)一的檢測方法,讓我們的用戶時(shí)時(shí)刻刻都能夠精準(zhǔn)的知道電池壽命的狀態(tài),以此來提振消費(fèi)者的信心,也提振我們電動汽車在二手車殘值方面的表現(xiàn),而不是一味去追求100萬公里、200萬公里的電池壽命。
下一個(gè)就是電池的補(bǔ)能技術(shù),在過去幾年,大家對于電動汽車電池的技術(shù)主要集中在能源密度、壽命、安全等方面,對于電池充電速度的關(guān)注還不是很高。過去幾年,補(bǔ)能的速度提升也不明顯,但是隨著未來電動汽車保有量的持續(xù)提升,補(bǔ)能速度或許會成為最突出的矛盾。
舉個(gè)例子,最近我們對一些購買長安電動汽車的用戶進(jìn)行了調(diào)研,調(diào)研的結(jié)果顯示,現(xiàn)在的用戶認(rèn)為電動汽車400公里、500公里、600公里的續(xù)駛里程從絕對里程上來說已經(jīng)不短了,已經(jīng)能滿足他的使用要求了,最大的問題還是在充電的便利性上。他認(rèn)為在出遠(yuǎn)門的時(shí)候我們要規(guī)劃路線,出遠(yuǎn)門的時(shí)候我們要花較多的時(shí)間來進(jìn)行充電,用戶還是希望我們的電動汽車充電速度接近燃油汽車的水平。
針對于充電慢、補(bǔ)能慢的話題,主要有換電和大功率充電兩條技術(shù)路徑,各有優(yōu)劣,相互補(bǔ)充。對于換電而言,我認(rèn)為未來主要是面向運(yùn)營和個(gè)別的高端服務(wù),與車店分離模式相結(jié)合,但是我的觀點(diǎn)是它很難全面推廣?,F(xiàn)在行業(yè)有一種聲音,說未來我們能不能對于個(gè)人用戶、運(yùn)營用戶全面去推廣換電的模式?但是換電的模式意味著電池的一些標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,底盤標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一以及接口標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,整個(gè)推進(jìn)起來還是非常困難的,另外我們一些個(gè)人用戶對換電模式的接受度其實(shí)還有問題。所以我認(rèn)為未來換電主要還是面向的運(yùn)營市場,以及一些高端的一對一服務(wù)。
對于大功率充電這塊,現(xiàn)在歐洲正在按照400千瓦的充電功率,在我們國內(nèi),現(xiàn)在也有越來越多的組機(jī)廠開始研究高壓以及快速的模式。但是我想說,國家層面應(yīng)該盡快出臺大功率充電的引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn),來促進(jìn)我們的車、網(wǎng)和電的協(xié)同發(fā)展。因?yàn)殡妱悠嚦潆姽β试絹碓酱笾?,整個(gè)車端、電池端以及電網(wǎng)端要相互協(xié)同,才能夠把這個(gè)推廣下去。這是我們需要去努力做的事情。
各位領(lǐng)導(dǎo),各位專家,最后我想說一下,要實(shí)現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的突圍,破解六大痛點(diǎn),需要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的合作,特別是需要加強(qiáng)整車廠和電池企業(yè)的合作,形成一個(gè)閉環(huán)的生態(tài)圈,相互合作、共同發(fā)展,方能做大做強(qiáng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)。
我的演講就是這么多,長安行天下,謝謝各位領(lǐng)導(dǎo),謝謝各位專家。科技長安、智慧伙伴,謝謝大家!
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