欣旺達鄭偉偉：去補貼時(shí)代動(dòng)力電池的挑戰與對策
圖為欣旺達電子股份有限公司動(dòng)力電池技術(shù)總工程師鄭偉偉做主題演講
9月22日上午，由中國化學(xué)與物理行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )和電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦，全球未來(lái)出行大會(huì )組委會(huì )戰略支持，同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院、優(yōu)必愛(ài)信息技術(shù)(北京)有限公司重點(diǎn)支持的“Li+學(xué)社·成就鋰享 智信未來(lái)（2018）電池技術(shù)沙龍”第五期：“歸因重組-大數據解開(kāi)電池安全困局”沙龍在杭州國際博覽中心舉辦。欣旺達電子股份有限公司動(dòng)力電池技術(shù)總工程師鄭偉偉在沙龍上做主題演講，以下是演講內容。
欣旺達電子股份有限公司動(dòng)力電池技術(shù)總工程師鄭偉偉：
大家早上好！我們公司也有電池研究院也有動(dòng)力電池的工廠(chǎng)，他們在剛剛代東舉講的方面比較專(zhuān)業(yè)的，我主要是從PACK和市場(chǎng)后端做一些闡述。
從幾個(gè)方面來(lái)看，去補貼以后，因為我們知道2020年以后沒(méi)有補貼了，所以去補貼雙積分到底有什么影響，還有燃油、新能源車(chē)相互之間有什么關(guān)系，我們分幾個(gè)方面來(lái)看。
前面有很多朋友提到了干貨的問(wèn)題，這里面有一些自己的想法拿出來(lái)跟大家分享，非常希望得到各位朋友和專(zhuān)家的批評質(zhì)證。取消補貼以后，車(chē)廠(chǎng)要重新定位的，就像以前那樣做可能是做不了的，現在必須是賣(mài)不出去的車(chē)才能賺到積分，整個(gè)車(chē)的設計和市場(chǎng)定位都不一樣了。
以前我們也經(jīng)常說(shuō)，在最近可能還好一點(diǎn)，早幾年大家做出來(lái)的車(chē)不是為了市場(chǎng)的，只是為了純粹拿一個(gè)補貼，甚至把免費送出去相關(guān)方面斗爭有利益受益，那是一種非常不正常的情況，現在整個(gè)都回歸了。
其實(shí)要提高數量光搞集團和政府采購不行的，必須要走入家庭?，F在上海這里經(jīng)常有買(mǎi)菜車(chē)、占位車(chē)，這種占位的屬性還有多遠？如果這種方面來(lái)說(shuō)，只要滿(mǎn)足那個(gè)要求就可以了，現象買(mǎi)了占著(zhù)，但以后的情況可能不一樣了，真正要走入家庭住宅的停車(chē)場(chǎng)，充電樁的建設這是非常關(guān)鍵的，而且是不容易解決的，我自己就得到了物業(yè)的通知，從明年1月1號開(kāi)始我們的固定車(chē)位就沒(méi)有了，如果開(kāi)新能源車(chē)的話(huà)怎么辦？如果把車(chē)停得很遠大家非常不方便，這個(gè)就無(wú)解了。
以前大家都很關(guān)注北上廣深這些大城市，新能源車(chē)從屬性來(lái)說(shuō)，在農村這些地方更受歡迎，因為他們不需要固定的車(chē)位，這一塊整車(chē)廠(chǎng)也要重視起來(lái)。
這是從朋友那里拿到的一些數據，這是17年的情況，從這里可以看到燃油的消耗積分全部是負的，新能源積分有很多是0，這在后端是很?chē)乐氐膯?wèn)題。新能源國家有規定必須要逐漸達到10到12的比例，燃油車(chē)積分必須要用新能源車(chē)積分去抵銷(xiāo)，現在新能源車(chē)都是負值，像比亞迪可以去賣(mài)積分，但這種廠(chǎng)家并不多，所以這里完全靠新能源買(mǎi)積分是不行的，而且這些積分如果不想辦法解決的話(huà)，我們看實(shí)際達到的平均燃耗和達標值都是有差距的，雖然差距不大。
但我們認為包括48伏、HEV、PHEV這些國家支持的，我們相信后邊可能都會(huì )有一些發(fā)展，所以在以后，可能我們不能光只是關(guān)注PHEV等，可能大家要下沉了。大家對高倍率的HEV不是特別重視，每一臺電池包走的容量雖然不是很大，但這個(gè)數量還是很大的，市場(chǎng)需求還是在那里的。
這個(gè)是大家都看到了一些雙積分的算法，我就不詳細說(shuō)了。我們看雙積分的影響，首先燃油消耗是有非常詳細的規定，前面有一個(gè)詳細的表格。我們再來(lái)看新能源汽車(chē)，大概要消耗2到3%的BEV，或者6到8%的PHEV，基本上就可以滿(mǎn)足了，但后面是要增加的，它的正積分可以抵銷(xiāo)燃油的負積分，但整車(chē)廠(chǎng)不會(huì )過(guò)分追求正積分，是用新能源的正積分抵銷(xiāo)的。19年以后有強制的比例要求，所以就像我剛剛所說(shuō)的，以后會(huì )有所發(fā)展。
還有尾氣排放，除了二氧化碳以外，還有氮化物、硫化物、PM10之類(lèi)的都是包含在里面的，有這么多的車(chē)涌入城市，現在這些限行、限購政策目前是靠這個(gè)，但以后是不是完全靠這個(gè)？可以，車(chē)輛越來(lái)越多，路面的道路資源也會(huì )出問(wèn)題。
我們反復提到了以后的充電是怎么充的，現在有很多的快充，但其實(shí)快充對電池的壽命是有很?chē)乐氐挠绊?，尤其是網(wǎng)約車(chē)他們要求的續航里程差不多，工況里程差不多在4百以上，這樣才能保證3百或者2百多公里很強烈的駕駛要求。
那么大的電量要充電是一個(gè)很大的問(wèn)題，大家知道山竹到深圳以后，深圳的出租車(chē)幾乎是停擺的，很多電動(dòng)車(chē)，這個(gè)不是電動(dòng)車(chē)的問(wèn)題，是充電網(wǎng)絡(luò )部給充了，車(chē)還是可以充的，有些報道說(shuō)是出租車(chē)出了問(wèn)題，其實(shí)出租車(chē)沒(méi)有什么問(wèn)題，他只是在那里排隊的。
這只是運營(yíng)車(chē)這么做，家用車(chē)排隊的話(huà)是不可能的，所以我們認為家用車(chē)最好的應用場(chǎng)景還是家里和辦公室的停車(chē)場(chǎng)，偶爾如果跑長(cháng)途的話(huà)在主干線(xiàn)還有高速旁邊有充電樁就可以了，短期快充是無(wú)所謂的，但是長(cháng)期快充影響非常大。
運營(yíng)車(chē)是不是有一些新的快速換電的方式？早幾年我不太支持這種方式，因為總覺(jué)得快速換電它的機械壽命會(huì )有問(wèn)題，但現在上海電巴做了很多很有益的嘗試，這個(gè)就不詳細說(shuō)了。
回收管理的辦法也是要考慮的，但現在又存在這種供不應求，只有5家通過(guò)了國家資質(zhì)認可，但實(shí)際上這個(gè)需求是非常大的?；厥绽矛F在到底是在整包還是模組還是單體進(jìn)行？因為現在很難是單一車(chē)型、電芯和模塊有大量的使用，所以這是一個(gè)比較麻煩的問(wèn)題。
現在在日本、歐洲雷諾、美國特斯拉都有一些方法把模塊進(jìn)行一些嘗試的，真正的單體模塊拆解目前我們的工藝是非常困難的，而且拆解的過(guò)程很危險可能又產(chǎn)生一些新的污染，所以現在主要還是在整包和模塊進(jìn)行汽車(chē)利用。
我們還要去判斷安全性能和電性能，這是非常重要的。還有在整個(gè)電池使用過(guò)程當中，經(jīng)歷過(guò)一些什么情況，其實(shí)都是需要的，所以其實(shí)早幾年我提出了一個(gè)想法，就是希望在某一個(gè)模塊里面，它有一個(gè)整個(gè)生命周期的重大事件記錄，就是可以制定一個(gè)國家標準，只可讀不可改寫(xiě)，必須要一直只能增加不能修改OTP的方式，這樣就可以把整個(gè)生命期，過(guò)充、過(guò)溫所有的事件都記錄下來(lái)。
在實(shí)際操作的過(guò)程當中，我們現在算了，如果一個(gè)產(chǎn)線(xiàn)真正有經(jīng)濟規模的話(huà)，希望它的年產(chǎn)能能夠滿(mǎn)足5萬(wàn)臺以上，才會(huì )有經(jīng)濟效益。那可能就要十幾分鐘幾個(gè)PACK出來(lái)，這樣算到每一個(gè)模塊可能不到1分鐘，要達到這種效率的安全性能檢測才能實(shí)現規劃的效益。
最后梯次利用都是用在組能等等，在日本和韓國都有一些事故，國內也有這種情況，但這些模塊和PACK已經(jīng)不如芯電安全了，但我們可以通過(guò)技術(shù)，通過(guò)分隔或者其他的辦法，如果一旦出現事故，可以在一個(gè)小的區域里面先燒完，因為大的組能都是有多串并列的，不會(huì )像汽車(chē)一樣串起來(lái)，比如說(shuō)8串其中有1串出了問(wèn)題，讓它那一部分燒掉，其他的八分之七還是正常工作，大批量的商業(yè)化運作必須是允許部分失效的。
我們來(lái)看看家用車(chē)，典型的就是15萬(wàn)公里10年，我現在基本上是每年2萬(wàn)公里跟具體的情況有很大的關(guān)系，10年下來(lái)只要5百次，我們知道普通的電池也是可以滿(mǎn)足要求，特別是特斯拉的電池很多，實(shí)際跑下來(lái)的壽命，就是性能衰減比預期的要慢很多，因為它的容量很大，倍率很低，平時(shí)的性能更好。1860的電池不一樣，如果DOD的壽命比較少的話(huà)，循環(huán)次數多的可以延長(cháng)到1.2倍。
運營(yíng)車(chē)如果是4百公里每天也不算長(cháng)的，我們問(wèn)過(guò)一切具體跑網(wǎng)約車(chē)的，真的是跑4百公里，每天充兩次電，這樣算下來(lái)72萬(wàn)公里有2400次循環(huán)，一般的原電池已經(jīng)完全滿(mǎn)足不了要求了，所以這幾年我們跟合作的主機廠(chǎng)說(shuō)，你們以后不要做原電池，我擔心它的使用壽命不夠，因為不僅僅是使用的問(wèn)題，對整個(gè)設備的環(huán)境，材料的無(wú)害化處理負擔也會(huì )更重的。另外在經(jīng)濟上也是每次分攤的會(huì )比較重了。
怎么去解決這個(gè)呢？我們就提出了上海電巴的快速換電模式，也許是解決之道，但我們沒(méi)有詳細研究，目前來(lái)看應該是一種很不錯的方式。這是上海電巴一些圖片，有大車(chē)和小車(chē)的換電，我們國內有幾種不同的換電方式，各有優(yōu)劣，我比較看好的是上海電巴這種，他是用設備去實(shí)現換電的，而不是完全靠人，因為人的成本以后越來(lái)越高，人工沒(méi)有做的品質(zhì)一致性沒(méi)有辦法保證。尤其是上海電巴開(kāi)放了很多很有價(jià)值的技術(shù)，這個(gè)緊固方式姐借鑒艙門(mén)的這種方式可以很簡(jiǎn)單的操作，可以大家一起把它緊固了，這些緊固點(diǎn)我是圈起來(lái)的。我前幾年不太支持快辦的，特斯拉之前演示了一個(gè)93秒換電池包的，但后來(lái)并沒(méi)有推，因為他們只能用5次，過(guò)了5次以后是不能用的，我們真正生產(chǎn)的時(shí)候，不到最后出庫是不會(huì )怕螺絲打緊的。
我們知道以色列那邊做的方式還是借鑒F15戰機掛導彈的那些方式，但其實(shí)那些方式也未必是合適的，我覺(jué)得還是艙門(mén)的這個(gè)更加適合。除了機械連接以后，電連接方面也做了很深入的研究，這是專(zhuān)利上面的一些圖片，那個(gè)應該是標準箱的。這個(gè)連接不像我們常規所看到的，它是一個(gè)平面的，因為插進(jìn)去有摩擦的壽命，但兩個(gè)平面對起來(lái)，如果摩擦的話(huà)只會(huì )改善平面的接觸，萬(wàn)一發(fā)生了拉火的情況，那他們做加工也是很容易的，再做表面處理所以我比較看好這種方式，不管是機械還是電連接已經(jīng)做了充分的研究。
大家知道特斯拉已經(jīng)進(jìn)來(lái)了，這是今年的一些情況。1月大眾汽車(chē)宣布接下來(lái)的7到8年間會(huì )推出一0款全新的新能源汽車(chē)，大眾可不是一般的國產(chǎn)車(chē)廠(chǎng)，他們的實(shí)力非常強大。新能源電池包一些PACK、模塊，有時(shí)候我們自己也會(huì )借鑒他們的做法，這是他們整個(gè)大眾集團的。
中國也是在4月份宣布開(kāi)放其行業(yè)的外資限制，5月10日，特斯拉中國公司在上海浦東新區注冊成立。5月22日，國務(wù)院印發(fā)公告，將汽車(chē)整車(chē)關(guān)稅降至15%，降稅幅度為25~40%、；并將汽車(chē)零部件關(guān)稅降至6%，平均降稅幅度46%。9月7日，特斯拉(上海)有限公司注冊資本從1億元增至46.7億元。寶馬除與華晨合資新能源汽車(chē)業(yè)務(wù)后，今年又與長(cháng)城汽車(chē)建立了股比為50:50的光束汽車(chē)，專(zhuān)門(mén)研發(fā)生產(chǎn)新能源汽車(chē)。5月12日，北京奔馳戰略重組項目在順義正式簽約，投資總額119億元。7月，戴姆勒與北汽集團共同投資50億元，在北京奔馳建立純電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)基地和動(dòng)力電池工廠(chǎng)，并引入奔馳品牌的純電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品。
其實(shí)從這里可以看到，我們所面臨的環(huán)境，國家真的給了我們一個(gè)很好的換口氣，有的企業(yè)發(fā)展起來(lái)了，你的時(shí)代就做得非常好，如果我們現在再不抓住這個(gè)窗口期可能后面就更困難了。
咱們的論壇首先是講安全，所以安全是萬(wàn)事之基，整個(gè)的基本。安全它是一個(gè)綜合的概念，它是有很多的必要條件聚合起來(lái)，所以我們最近可以看到，三元的電池是不是不安全期貨很多，或者某些單點(diǎn)的是不是不安全，我們要保證安全，是把所有的必要條件全部具備了，必須是各方面都要具備，所以我們談安全一定不能孤立的談，一定不能說(shuō)唯材料來(lái)問(wèn)，三元電池就是不安全的，鐵Li電池是安全的，其實(shí)不是這樣的。
壽命跟安全也是有關(guān)系的，長(cháng)壽命是動(dòng)力電池的本分，為什么呢？我是從06年開(kāi)始關(guān)注新能源，那個(gè)時(shí)候說(shuō)循環(huán)設備可以給到2千次了，這樣每次分攤的成本就很低，才有可能這個(gè)企業(yè)起來(lái)，所以我就從07年開(kāi)始研究BMS，想要進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。如果它的壽命很短的話(huà)，它的效益都是不好的。
快充還是快換適合不同的應用，不同的情況可以有不同的應用。實(shí)現長(cháng)續航里程有多種路徑，比如說(shuō)有一些電換或者是大巴在挺靠站的時(shí)候補充能量都是一些可行的方法。在成本和全生命周期這個(gè)，我們考慮成本一定要從全生命周期考慮，不能只考慮采購成本，這個(gè)是大家對新能源車(chē)的關(guān)注點(diǎn)，很多關(guān)注一致的采購，而不是關(guān)注整個(gè)的生命周期，其現在目前的新能源車(chē)已經(jīng)具備它的成本優(yōu)勢了。
磷酸鐵Li我們是從01年開(kāi)始轉的，我們覺(jué)得磷酸鐵Li目前的話(huà)可能是有機會(huì )回歸了，并不是單純從安全性來(lái)講，它的安全性是好一些，它會(huì )三元材料高出1百多度，這1百多度就把熱管理防護的要求大大降低，就很容易實(shí)現了。
這是最近大家看到的一些事故，那一條曲線(xiàn)可以看到，就是統計11年到16年起火事故的統計。但是我覺(jué)得特別要提到一點(diǎn)，同樣是起火，我們應該把它分成兩類(lèi)，一類(lèi)是自燃，在嚴重失效以后產(chǎn)生的這種燃燒，因為如果是自燃的話(huà)我不知道它什么時(shí)候起火，那是非常危險的，不定時(shí)的炸彈。但如果是燃油車(chē)碰撞以后也有風(fēng)險，這個(gè)時(shí)候趕緊撤離，這個(gè)是可以控制的，而自燃是沒(méi)法控制的。所以大家會(huì )發(fā)現，其實(shí)特斯拉雖然起火的事故很多，但還是值得我們學(xué)習的。
包括前不久我們可以看到，昨天還是前天，國內又有一個(gè)小車(chē)自燃了，我看到這個(gè)火是從下面冒的，但至少這一點(diǎn)大家都做到了，不會(huì )一下子躥到轎箱里面去了，那就沒(méi)辦法逃出來(lái)了，所以最好不要從門(mén)口的位置，是不是從其他的位置下車(chē)，所以這些細節都要考慮進(jìn)去。把它分開(kāi)以后，首先第一步我認為要關(guān)注這種自燃的情況，尤其是起始自燃、充電自燃等，首先把這些問(wèn)題解決好，然后再考慮在嚴重碰撞的情況下，降低它的概率。
因為我們知道雷諾也放了幾萬(wàn)臺車(chē)出去，基本上沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)自燃的，甚至沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)撞車(chē)以后電池發(fā)生事故的，我見(jiàn)過(guò)有一個(gè)照片整個(gè)車(chē)燒掉了，但電池包是好的，它的能量密度真的沒(méi)有我們高。
長(cháng)壽命怎么說(shuō)是它的本分，使用壽命越多，每次的分攤成本就越低。例如一臺PHEV，如果上下班都完成一次全放電，10年使用7300次循環(huán)，對于我來(lái)說(shuō)，至少是3千多次的循環(huán)，這個(gè)是需要的，時(shí)間長(cháng)了以后會(huì )掉下去的。
長(cháng)壽命在材質(zhì)、工藝、過(guò)程一致性各方面都要去控制好，而且還為梯次利用提供基礎了基礎，能夠大大降低電池失效的風(fēng)險。自燃的這些很多BMS沒(méi)有及時(shí)報告風(fēng)險，這是很成問(wèn)題的，還有傳遞的問(wèn)題，也是需要去考慮的。
充電沒(méi)有換電塊，需要根據它的具體環(huán)境，這里有一些例子，我就不說(shuō)了，前面提到過(guò)了。其實(shí)實(shí)現長(cháng)的續航里程有很多的佛祖，并不一定需要超高能量密度、超大的電池包。如果說(shuō)單純提高續航里程以后，對電池可利用的循環(huán)壽命降低的，而且每次拖著(zhù)那么重的電池包，經(jīng)濟性實(shí)際上是不好的。
所以針對不同市場(chǎng)，各種各樣的技術(shù)和產(chǎn)品都是有剩余空間的，完全沒(méi)有必要強加一種技術(shù)就否定其他的技術(shù)，應該是整個(gè)百花齊放，這樣才是健康的市場(chǎng)環(huán)境。以燃油車(chē)比續航，就是跟搬運工比力氣。有的燃油車(chē)帶了好幾個(gè)油箱，你怎么跟它比？它可以跑幾千公里。
成本競爭和全生命周期，設計與驗證、模檢夾具、物料與生產(chǎn)等都是要去考慮的，用戶(hù)一次性購買(mǎi)成本、擁有使用成本，社會(huì )環(huán)境和管理、污染和碳排放成本，火災風(fēng)險成本等等都要考慮進(jìn)去。
這里也是提出了一些問(wèn)題，我就不詳細展開(kāi)了。前面我們整個(gè)的過(guò)程在鐵Li那個(gè)時(shí)候，以前我們的安全技術(shù)水平還不到位，一開(kāi)始只能用鐵Li，如果在一定的情況下，能夠保證它的安全的話(huà)，三元就起來(lái)了，現在鐵Li電池已經(jīng)達到了180，系統密集達到了150這個(gè)時(shí)候已經(jīng)可以回歸了，在沒(méi)有補貼以后，大家也不是一味的提高能量密度了。鐵Li的低溫性不是很好，現在完全可以通過(guò)加熱保溫來(lái)大幅度提高，其實(shí)我們現在做了很多主機廠(chǎng)的電池包，不管是液冷，液熱也是一樣的，工作的時(shí)候基本上是在很窄的范圍里，這樣的性能又好，時(shí)間又長(cháng)，在這種情況下鐵Li真的是可以回歸了。
后面簡(jiǎn)單介紹一下我們的公司，我們公司除了做系統，這是在做系統的，用汽車(chē)的微模型，不管是系統、結構、BMS都是這么開(kāi)發(fā)的，也是我們整個(gè)系統的能量密度、循環(huán)壽命和安全快充等各方面都做了很多的研究。
這是我們的研究院和PACK部門(mén)的一些人員結構，這是我們參加了一些政府的項目。這是我們電芯的一些技術(shù)路線(xiàn)，我們在BEV、PHEV、HEV都有布局，我們在310都有展位，有一些電池的模塊。
這是我們的一些批量出貨的產(chǎn)品，這也是標準的VDA模塊，這是圓柱的模塊和電池包，這個(gè)和特斯拉真的很像，等到特斯拉開(kāi)放了以后就可以用了。這個(gè)是軟包電池，這是很早以前給奇瑞做的一個(gè)風(fēng)冷的軟包電池，現在基本上已經(jīng)完全換代了，這是48V的，這個(gè)應該是給LG做的，那些是我們自己的。
這是一些熱分析的，模塊的一些熱分析，這是類(lèi)似于特斯拉蛇型水管的驗證。這是電池管理系統的基本架構，這是我們整個(gè)的研發(fā)流程。這是通過(guò)體系來(lái)保證質(zhì)量，這是保證質(zhì)量考慮的方方面面，這是我們的一些檢測設備，以及我們在全國的一些布局，昨天晚上在會(huì )議上有一些主機廠(chǎng)在場(chǎng)，我們把我們的PACK工廠(chǎng)直接建到主機廠(chǎng)旁邊去了。
就這么多，謝謝大家！
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