牛電科技司馬惠泉：智能化成為電動(dòng)兩輪車(chē)“新名片”
《智能化成為電動(dòng)兩輪車(chē)“新名片”》
司馬惠泉（北京牛電科技有限公司動(dòng)力電子總監）：
各位領(lǐng)導大家好，非常榮幸和大家共聚一堂。今天的目的是和大家探討我們發(fā)展的方向。今天的主題是講講小牛的想法和方案，主要在智能、電池、動(dòng)力這三個(gè)方向。
小牛一直堅持創(chuàng )造輕松的文化，我們的目的是讓用戶(hù)感知到我們潮流、自由、科技的品牌核心理念，我們做的產(chǎn)品都是緊緊圍繞這三個(gè)理念進(jìn)行設計。
從產(chǎn)品的品類(lèi)上看更關(guān)注城市出行相關(guān)領(lǐng)域。目前我們在歐洲、美洲都是兩輪電動(dòng)車(chē)共享的第一領(lǐng)先品牌的。我們從2014年開(kāi)始做智能鋰電產(chǎn)品，所以說(shuō)也引領(lǐng)了國內智能鋰電兩輪車(chē)發(fā)展的新紀元。
大家可以看到，我們從2014年一路走來(lái)，品牌還有產(chǎn)品的類(lèi)別逐步的增加，我們在2015年推出的第一代產(chǎn)品叫NQI，到2021年我們每年有非常多的新產(chǎn)品投放到市場(chǎng)，也獲得了很多榮譽(yù)，也創(chuàng )造了非常龐大的用戶(hù)群體。
截至目前，小牛在國內有3248家體驗店，覆蓋了200多個(gè)城市，在全球有43個(gè)經(jīng)銷(xiāo)商覆蓋了51個(gè)國家，包括東南亞的很多國家。小牛的研發(fā)主要在上海的創(chuàng )新實(shí)驗室和常州的智能出行全球研發(fā)基地。
大家可以看到，我們的產(chǎn)品類(lèi)別目前已經(jīng)覆蓋了電動(dòng)摩托車(chē)、混動(dòng)的電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)滑板車(chē)這么多類(lèi)別。
再講講我們一些核心的技術(shù)理念。
從2014年開(kāi)始，我們鋰電池更新了整整七代，第八代鋰電產(chǎn)品馬上就要發(fā)布，這個(gè)過(guò)程中，我們積累了非常多的經(jīng)驗，主要的訴求和技術(shù)的發(fā)展目標就是實(shí)現更安全，動(dòng)力更強，更可靠，還有是用戶(hù)體驗更好。
舉個(gè)例子，我們自主開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)平衡算法，可以根據用戶(hù)使用工況，結合云端的數據和整車(chē)的數據為用戶(hù)提供準確的里程預估，在用戶(hù)的APP上和他的智能儀表上，顯示的都是每個(gè)客戶(hù)定制化的續航里程。
另外，大家知道電池BMS實(shí)際上它的運算能力是有限的，比如說(shuō)我們電芯的均衡算法，如果僅僅靠BMS單面機進(jìn)行均衡的算法很難有效的判別他是不是需要做均衡。
如果結合云端的數據，通過(guò)云端的足跡來(lái)對這個(gè)電池（進(jìn)行分析），從它第一次使用到現在整個(gè)工況進(jìn)行分析，那就可以很清晰的判斷出每一串電芯，每一個(gè)電池包它變化的方向，可以針對這個(gè)電池包的特性提供解決方案。然后通過(guò)遠程O(píng)TA升級的方法，或者通過(guò)遠程O(píng)TO配置的方法來(lái)實(shí)現電池包的故障分類(lèi)、故障應對、故障升級，這是我們目前正在使用的，通過(guò)云端+本地實(shí)施我們稱(chēng)之為智能BMS系統，這就是我們第七代的鋰電系統。
不光電池的BMS通過(guò)云端連接，我們每一個(gè)部件只要它有通信功能的，都能實(shí)現跟云端的數據交互，也都能實(shí)現遠程的OTA，這里面包括了儀表、充電器、電機的信號傳感器等，當然也包含BMS也包含鎖控、智能鎖等等，甚至智能大燈，都可以通過(guò)遠程進(jìn)行數據交互升級，這就是我們的小牛應用IOT的核心內容，所有待充性的部件皆可數據交互，皆可遠程升級。
通過(guò)這樣的數據交互，我們實(shí)現非常巨量的大數據收集，這些收集都符合法規，是匿名的收集，每天都有幾百T的數據收集到小牛的大數據中心，我們會(huì )對這些數據進(jìn)行清洗、分類(lèi)，然后利用。包括剛才說(shuō)的智能里程的預測，甚至我可以根據當地的天氣、交通狀況等等我可以推測你今天實(shí)際的續航里程和平時(shí)有什么不同的區別。
舉個(gè)例子，今天突然降溫了，從原來(lái)的5度降到零下5度，你每天經(jīng)常去的方向有點(diǎn)堵車(chē)，針對這樣的工況我們會(huì )計算出你今天的續航里程。我們通過(guò)IOT通過(guò)大數據來(lái)進(jìn)行用戶(hù)可感知數據的利用。
接著(zhù)我們通過(guò)Ultra lite把這些數據更近一步的應用到租賃、換電、新零售，企業(yè)級的服務(wù)商，現在在全球運行著(zhù)大量小牛共享租賃的電動(dòng)摩托車(chē)，歐洲、美國紐約等運營(yíng)的電動(dòng)摩托車(chē)基本上是以小牛為主，整車(chē)非常穩定，系統也做的非常好，甚至我們企業(yè)用戶(hù)層面，做到他只需要改一個(gè)APP的logo，剩下的全部交給小牛就可以了。
我們不光要做一個(gè)安全、可靠、用戶(hù)可感知的車(chē)，我們還要打造剛才我們說(shuō)的有潮流科技的，所以每一款車(chē)不光要實(shí)用、穩定，還得好看，所以我們每一款車(chē)都是按照小牛的領(lǐng)導和小牛工程師自己愿意購買(mǎi)的方向進(jìn)行設計，所以本身他的出發(fā)點(diǎn)非常高，如果我們小牛的員工自己都不喜歡小牛的車(chē)，那你這個(gè)車(chē)怎么能去創(chuàng )造潮流，像這款車(chē)我們基本上獲得了全球所有的設計大獎，全部拿全了。
動(dòng)力這塊實(shí)際上2014年開(kāi)始我們一直跟博世進(jìn)行深入合作，博世電機一直是小牛高端電機的官方合作伙伴，加速還有穩定性、可靠性都是非常好。
到目前為止，小牛全球累計騎行里程116億公里，地球是4萬(wàn)公里。碳排放減少了29億公斤，相當于種了1450萬(wàn)顆樹(shù)。我們覺(jué)得自己的工作還是有成就的，也給電動(dòng)兩輪車(chē)所有的從業(yè)者，我們讓兩輪車(chē)電動(dòng)化以后給全球的環(huán)境帶來(lái)巨大的好處。我們也形成了一股潮流。
我們不光是賣(mài)車(chē)的，我們要讓有一群有共同理念的人形成一個(gè)圈子和氛圍。我們成立了很多同車(chē)會(huì )，平時(shí)大家都在一起玩，講究的自由自在的文化。
下面講講技術(shù)的方向，這是近一兩年來(lái)進(jìn)行合作的方向。
電池的路線(xiàn)不多講了，一個(gè)是往高能量密度走，另外一個(gè)方向就是往低成本方向走。特別是在原材料這兩年漲價(jià)非常大的情況下，小牛這兩年做了幾個(gè)探索。去年跟某A公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了第一款用811體系安全的電池包，是去年南京展發(fā)布的。
一個(gè)方向是說(shuō)811體系通過(guò)集流體的創(chuàng )新實(shí)現安全，這是一個(gè)新的方向。目前，還有點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化的困難，我相信一兩年內有產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展。
去年小牛導入了混合型了磷酸錳鐵鋰，其中混合了三元或者鐵鋰，這也是行業(yè)內第一個(gè)應用。因為去年大家都在用三元或者錳酸鋰、磷酸鐵鋰的，但是我們已經(jīng)看到了磷酸鐵鋰電池漲價(jià)非常厲害，去年開(kāi)始我們增加了一個(gè)方向。
目前通過(guò)兩年的使用下來(lái)還是比較穩定的，和磷酸鐵鋰比起來(lái)還是高一點(diǎn)，最大優(yōu)勢是摒除了磷酸鐵鋰DER平臺130二伏和摒除了錳酸鋰體系高溫穩定性差等等一些弱點(diǎn)，凸顯了磷酸錳鐵鋰體系的一些油電，循環(huán)壽命也能做到800次以上，總體來(lái)說(shuō)目前在材料漲價(jià)的情況下，磷酸錳鐵鋰可能是一股清流。
今年我們又開(kāi)始了另外一個(gè)新電池行業(yè)應用的方向，大家看小牛一直非常樂(lè )意推動(dòng)新化學(xué)體系、新電池在兩輪行業(yè)內的應用，所以說(shuō)如果有電芯廠(chǎng)或者是材料體系廠(chǎng)家有這方面意愿或者有這方面想法的都可以來(lái)找我。
今年我們又做了新的方向，就是鈉離子電池行業(yè)的應用導入，實(shí)際上我們國內目前只有兩家做的比較好的鈉離子電池的供應商，我就不點(diǎn)名了，這兩家目前我們測下來(lái)差不多產(chǎn)品迭代了三輪，目前測下來(lái)基本上快接近量產(chǎn)的狀態(tài)，循環(huán)壽命夠用了，充放電倍率特性非常好，材料成本非常低，低到3毛錢(qián)每瓦時(shí)的成本，它的工藝成本和三元電池的工藝成本是一樣的，所以說(shuō)目前還有一些困難。
鈉離子電池有很多優(yōu)點(diǎn)，因為它沒(méi)有鈷鎳，也沒(méi)有其他硅金屬，唯一會(huì )用到一些銅。
固態(tài)電池我們測了差不多三年，目前還沒(méi)有看到行業(yè)在一年內能量產(chǎn)的現狀，可能半固態(tài)電池含5%-7%電解液的電池會(huì )在明年或者后年有商業(yè)化的窗口，但是它的特性和普通三元電池相比沒(méi)有太大的優(yōu)勢，這也是我把它放在最后講的原因。
講講磷酸錳鐵鋰，通過(guò)我們小牛兩年的應用，磷酸錳鐵鋰在安全特性是沒(méi)有問(wèn)題的，兩年之內我們看到磷酸錳鐵鋰電池的批量化應有超過(guò)幾十萬(wàn)組電池包的應用，目前我們沒(méi)有發(fā)現安全方面的問(wèn)題，或者它的安全特性比其他同等或者更好的狀態(tài)。它的價(jià)格現在是低于磷酸鐵鋰甚至低于錳酸鋰。
所以說(shuō)我們這個(gè)平臺用了三年是一樣的，雖然混合型磷酸錳鐵鋰有兩個(gè)平臺，但在實(shí)際的工況中不顯現，只有在0.05C或者0.1C微弱電流下放電時(shí)才會(huì )體現雙平臺的特性，所以它的DMS，SOC的精度還是非常好做的。這是我們實(shí)驗的一些情況。
鈉離子電池目前的能量密度可能還在70Wh/kg-100Wh/kg左右，我們合作伙伴可能很快就到120，他商用的極限可能在200瓦時(shí)每千克的極限。
低溫特性也是鈉離子電池非常優(yōu)秀的特性，但是鈉離子電池也有它很難受的缺點(diǎn)，電壓太低了，所以說(shuō)可能會(huì )在BMS，前端采集芯片這塊有額外的成本投入，對容量越小的電芯可能這部分投入會(huì )越凸顯，比如說(shuō)對20安時(shí)及以上的這部分成本投入基本上就可以忽略了。
另外對中國整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)甚至全球電池產(chǎn)業(yè)最大的優(yōu)點(diǎn)是減少了對鈷、鎳等稀有傳統鋰電池金屬的需求，會(huì )使整個(gè)新能源電池產(chǎn)業(yè)更均衡的發(fā)展，減少波動(dòng)?？赡芏唐趦炔皇呛艹墒?，但長(cháng)期來(lái)說(shuō)會(huì )形成戰略上的平衡。
另外，集流體這塊不需要用銅箔了，正負極都是鋁箔，所以說(shuō)總體的工藝成本更便宜一點(diǎn)，他比較適合發(fā)展的一項是他可以用現有523體系鋰電池的生產(chǎn)工藝來(lái)直接生產(chǎn)鈉離子電池，不需要進(jìn)行變化，也就是現在523、622體系的，甚至811體系的，現有的三元電池的產(chǎn)線(xiàn)可以直接生產(chǎn)鈉離子電池，包括我們現在批的產(chǎn)品都是通過(guò)現有三元產(chǎn)線(xiàn)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的。
固態(tài)電池我就不講了，我感覺(jué)固態(tài)堅持不進(jìn)入電解液5%以下，金屬負極等等沒(méi)有太大優(yōu)勢，所以說(shuō)它的高能量密度，比如說(shuō)500瓦時(shí)每公斤都是建立在金屬Li負極的基礎上，目前這個(gè)技術(shù)跟幾家頭部企業(yè)聊下來(lái)短期沒(méi)有商業(yè)化的前景。
我們在動(dòng)力這塊的創(chuàng )新，去年年底我們推出新一代全新VG電芯，它在理論分布上稱(chēng)之為叫突級電機，實(shí)際上是用IPM內轉子電機技術(shù)擴展應用到輪轂電機上，我們稱(chēng)之為自然電池能力提升，但是我們的電機也需要配合。這款電機需要更高的角度控制策略和更高階的算法，所以我們專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了更高進(jìn)度電感式絕對位置傳感器，比傳統的位置傳感器提高了3個(gè)數量級的精度。而且成本控制的非常低，大家知道一套傳感器加上解碼可能要一百塊錢(qián)，我們這個(gè)成本做了20塊錢(qián)。
從性能上來(lái)看，它電機的特性是全面碾壓普通的電機，同等尺寸電機相比，扭矩提升30%，功率密度提升了30%，發(fā)熱減少了50%。第四項是最重點(diǎn)的，效率80%以上的區域增加了50%，這意味著(zhù)這個(gè)電機從低轉速到高轉速都是高效區，大家可以看到上面這條線(xiàn)，電機效率80%以上區域，原來(lái)的輪轂電機很窄，現在可以做到非常高。在用戶(hù)層面表現上來(lái)說(shuō)，效率高了續航特別長(cháng)，第二就是扭矩高了，加速和爬坡性能更好。
今年我們會(huì )在國內N系列的車(chē)型上全面迭代使用VG電機，去年是我們在海外版的MGTEVU上首先推出了這個(gè)電機。
以上就是我分享的內容，謝謝大家！
相關(guān)閱讀：
驗證碼：
