欣旺達(dá)鄭偉偉：去補(bǔ)貼時(shí)代動(dòng)力電池的挑戰(zhàn)與對(duì)策
圖為欣旺達(dá)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(yīng)用分會(huì)和電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦，全球未來出行大會(huì)組委會(huì)戰(zhàn)略支持，同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院、優(yōu)必愛信息技術(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（2018）電池技術(shù)沙龍”第五期：“歸因重組-大數(shù)據(jù)解開電池安全困局”沙龍?jiān)诤贾輫H博覽中心舉辦。欣旺達(dá)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(nèi)容。
欣旺達(dá)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，他們在剛剛代東舉講的方面比較專業(yè)的，我主要是從PACK和市場后端做一些闡述。
從幾個(gè)方面來看，去補(bǔ)貼以后，因?yàn)槲覀冎?020年以后沒有補(bǔ)貼了，所以去補(bǔ)貼雙積分到底有什么影響，還有燃油、新能源車相互之間有什么關(guān)系，我們分幾個(gè)方面來看。
前面有很多朋友提到了干貨的問題，這里面有一些自己的想法拿出來跟大家分享，非常希望得到各位朋友和專家的批評(píng)質(zhì)證。取消補(bǔ)貼以后，車廠要重新定位的，就像以前那樣做可能是做不了的，現(xiàn)在必須是賣不出去的車才能賺到積分，整個(gè)車的設(shè)計(jì)和市場定位都不一樣了。
以前我們也經(jīng)常說，在最近可能還好一點(diǎn)，早幾年大家做出來的車不是為了市場的，只是為了純粹拿一個(gè)補(bǔ)貼，甚至把免費(fèi)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(xiàn)在整個(gè)都回歸了。
其實(shí)要提高數(shù)量光搞集團(tuán)和政府采購不行的，必須要走入家庭?，F(xiàn)在上海這里經(jīng)常有買菜車、占位車，這種占位的屬性還有多遠(yuǎn)？如果這種方面來說，只要滿足那個(gè)要求就可以了，現(xiàn)象買了占著，但以后的情況可能不一樣了，真正要走入家庭住宅的停車場，充電樁的建設(shè)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(hào)開始我們的固定車位就沒有了，如果開新能源車的話怎么辦？如果把車停得很遠(yuǎn)大家非常不方便，這個(gè)就無解了。
以前大家都很關(guān)注北上廣深這些大城市，新能源車從屬性來說，在農(nóng)村這些地方更受歡迎，因?yàn)樗麄儾恍枰潭ǖ能囄?，這一塊整車廠也要重視起來。
這是從朋友那里拿到的一些數(shù)據(jù)，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(fù)的，新能源積分有很多是0，這在后端是很嚴(yán)重的問題。新能源國家有規(guī)定必須要逐漸達(dá)到10到12的比例，燃油車積分必須要用新能源車積分去抵銷，現(xiàn)在新能源車都是負(fù)值，像比亞迪可以去賣積分，但這種廠家并不多，所以這里完全靠新能源買積分是不行的，而且這些積分如果不想辦法解決的話，我們看實(shí)際達(dá)到的平均燃耗和達(dá)標(biāo)值都是有差距的，雖然差距不大。
但我們認(rèn)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(duì)高倍率的HEV不是特別重視，每一臺(tái)電池包走的容量雖然不是很大，但這個(gè)數(shù)量還是很大的，市場需求還是在那里的。
這個(gè)是大家都看到了一些雙積分的算法，我就不詳細(xì)說了。我們看雙積分的影響，首先燃油消耗是有非常詳細(xì)的規(guī)定，前面有一個(gè)詳細(xì)的表格。我們再來看新能源汽車，大概要消耗2到3%的BEV，或者6到8%的PHEV，基本上就可以滿足了，但后面是要增加的，它的正積分可以抵銷燃油的負(fù)積分，但整車廠不會(huì)過分追求正積分，是用新能源的正積分抵銷的。19年以后有強(qiáng)制的比例要求，所以就像我剛剛所說的，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之類的都是包含在里面的，有這么多的車涌入城市，現(xiàn)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，車輛越來越多，路面的道路資源也會(huì)出問題。
我們反復(fù)提到了以后的充電是怎么充的，現(xiàn)在有很多的快充，但其實(shí)快充對(duì)電池的壽命是有很嚴(yán)重的影響，尤其是網(wǎng)約車他們要求的續(xù)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(qiáng)烈的駕駛要求。
那么大的電量要充電是一個(gè)很大的問題，大家知道山竹到深圳以后，深圳的出租車幾乎是停擺的，很多電動(dòng)車，這個(gè)不是電動(dòng)車的問題，是充電網(wǎng)絡(luò)部給充了，車還是可以充的，有些報(bào)道說是出租車出了問題，其實(shí)出租車沒有什么問題，他只是在那里排隊(duì)的。
這只是運(yùn)營車這么做，家用車排隊(duì)的話是不可能的，所以我們認(rèn)為家用車最好的應(yīng)用場景還是家里和辦公室的停車場，偶爾如果跑長途的話在主干線還有高速旁邊有充電樁就可以了，短期快充是無所謂的，但是長期快充影響非常大。
運(yùn)營車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?yàn)榭傆X得快速換電它的機(jī)械壽命會(huì)有問題，但現(xiàn)在上海電巴做了很多很有益的嘗試，這個(gè)就不詳細(xì)說了。
回收管理的辦法也是要考慮的，但現(xiàn)在又存在這種供不應(yīng)求，只有5家通過了國家資質(zhì)認(rèn)可，但實(shí)際上這個(gè)需求是非常大的。回收利用現(xiàn)在到底是在整包還是模組還是單體進(jìn)行？因?yàn)楝F(xiàn)在很難是單一車型、電芯和模塊有大量的使用，所以這是一個(gè)比較麻煩的問題。
現(xiàn)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，而且拆解的過程很危險(xiǎn)可能又產(chǎn)生一些新的污染，所以現(xiàn)在主要還是在整包和模塊進(jìn)行汽車?yán)谩?/p>
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)電池使用過程當(dāng)中，經(jīng)歷過一些什么情況，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(biāo)準(zhǔn)，只可讀不可改寫，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，過充、過溫所有的事件都記錄下來。
在實(shí)際操作的過程當(dāng)中，我們現(xiàn)在算了，如果一個(gè)產(chǎn)線真正有經(jīng)濟(jì)規(guī)模的話，希望它的年產(chǎn)能能夠滿足5萬臺(tái)以上，才會(huì)有經(jīng)濟(jì)效益。那可能就要十幾分鐘幾個(gè)PACK出來，這樣算到每一個(gè)模塊可能不到1分鐘，要達(dá)到這種效率的安全性能檢測才能實(shí)現(xiàn)規(guī)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(nèi)也有這種情況，但這些模塊和PACK已經(jīng)不如芯電安全了，但我們可以通過技術(shù)，通過分隔或者其他的辦法，如果一旦出現(xiàn)事故，可以在一個(gè)小的區(qū)域里面先燒完，因?yàn)榇蟮慕M能都是有多串并列的，不會(huì)像汽車一樣串起來，比如說8串其中有1串出了問題，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(yùn)作必須是允許部分失效的。
我們來看看家用車，典型的就是15萬公里10年，我現(xiàn)在基本上是每年2萬公里跟具體的情況有很大的關(guān)系，10年下來只要5百次，我們知道普通的電池也是可以滿足要求，特別是特斯拉的電池很多，實(shí)際跑下來的壽命，就是性能衰減比預(yù)期的要慢很多，因?yàn)樗娜萘亢艽?，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，循環(huán)次數(shù)多的可以延長到1.2倍。
運(yùn)營車如果是4百公里每天也不算長的，我們問過一切具體跑網(wǎng)約車的，真的是跑4百公里，每天充兩次電，這樣算下來72萬公里有2400次循環(huán)，一般的原電池已經(jīng)完全滿足不了要求了，所以這幾年我們跟合作的主機(jī)廠說，你們以后不要做原電池，我擔(dān)心它的使用壽命不夠，因?yàn)椴粌H僅是使用的問題，對(duì)整個(gè)設(shè)備的環(huán)境，材料的無害化處理負(fù)擔(dān)也會(huì)更重的。另外在經(jīng)濟(jì)上也是每次分?jǐn)偟臅?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，但我們沒有詳細(xì)研究，目前來看應(yīng)該是一種很不錯(cuò)的方式。這是上海電巴一些圖片，有大車和小車的換電，我們國內(nèi)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(shè)備去實(shí)現(xiàn)換電的，而不是完全靠人，因?yàn)槿说某杀疽院笤絹碓礁?，人工沒有做的品質(zhì)一致性沒有辦法保證。尤其是上海電巴開放了很多很有價(jià)值的技術(shù)，這個(gè)緊固方式姐借鑒艙門的這種方式可以很簡單的操作，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，但后來并沒有推，因?yàn)樗麄冎荒苡?次，過了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(zhàn)機(jī)掛導(dǎo)彈的那些方式，但其實(shí)那些方式也未必是合適的，我覺得還是艙門的這個(gè)更加適合。除了機(jī)械連接以后，電連接方面也做了很深入的研究，這是專利上面的一些圖片，那個(gè)應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)箱的。這個(gè)連接不像我們常規(guī)所看到的，它是一個(gè)平面的，因?yàn)椴暹M(jìn)去有摩擦的壽命，但兩個(gè)平面對(duì)起來，如果摩擦的話只會(huì)改善平面的接觸，萬一發(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(jī)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)來了，這是今年的一些情況。1月大眾汽車宣布接下來的7到8年間會(huì)推出一0款全新的新能源汽車，大眾可不是一般的國產(chǎn)車廠，他們的實(shí)力非常強(qiáng)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(tuán)的。
中國也是在4月份宣布開放其行業(yè)的外資限制，5月10日，特斯拉中國公司在上海浦東新區(qū)注冊成立。5月22日，國務(wù)院印發(fā)公告，將汽車整車關(guān)稅降至15%，降稅幅度為25~40%、；并將汽車零部件關(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業(yè)務(wù)后，今年又與長城汽車建立了股比為50:50的光束汽車，專門研發(fā)生產(chǎn)新能源汽車。5月12日，北京奔馳戰(zhàn)略重組項(xiàng)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(tuán)共同投資50億元，在北京奔馳建立純電動(dòng)車生產(chǎn)基地和動(dòng)力電池工廠，并引入奔馳品牌的純電動(dòng)車產(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)展起來了，你的時(shí)代就做得非常好，如果我們現(xiàn)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，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，一定不能說唯材料來問，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，長壽命是動(dòng)力電池的本分，為什么呢？我是從06年開始關(guān)注新能源，那個(gè)時(shí)候說循環(huán)設(shè)備可以給到2千次了，這樣每次分?jǐn)偟某杀揪秃艿?，才有可能這個(gè)企業(yè)起來，所以我就從07年開始研究BMS，想要進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。如果它的壽命很短的話，它的效益都是不好的。
快充還是快換適合不同的應(yīng)用，不同的情況可以有不同的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)長續(xù)航里程有多種路徑，比如說有一些電換或者是大巴在挺靠站的時(shí)候補(bǔ)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(duì)新能源車的關(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(xiàn)在目前的新能源車已經(jīng)具備它的成本優(yōu)勢了。
磷酸鐵Li我們是從01年開始轉(zhuǎn)的，我們覺得磷酸鐵Li目前的話可能是有機(jī)會(huì)回歸了，并不是單純從安全性來講，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(hù)的要求大大降低，就很容易實(shí)現(xiàn)了。
這是最近大家看到的一些事故，那一條曲線可以看到，就是統(tǒng)計(jì)11年到16年起火事故的統(tǒng)計(jì)。但是我覺得特別要提到一點(diǎn)，同樣是起火，我們應(yīng)該把它分成兩類，一類是自燃，在嚴(yán)重失效以后產(chǎn)生的這種燃燒，因?yàn)槿绻亲匀嫉脑捨也恢浪裁磿r(shí)候起火，那是非常危險(xiǎn)的，不定時(shí)的炸彈。但如果是燃油車碰撞以后也有風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)時(shí)候趕緊撤離，這個(gè)是可以控制的，而自燃是沒法控制的。所以大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，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(xí)的。
包括前不久我們可以看到，昨天還是前天，國內(nèi)又有一個(gè)小車自燃了，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，那就沒辦法逃出來了，所以最好不要從門口的位置，是不是從其他的位置下車，所以這些細(xì)節(jié)都要考慮進(jìn)去。把它分開以后，首先第一步我認(rèn)為要關(guān)注這種自燃的情況，尤其是起始自燃、充電自燃等，首先把這些問題解決好，然后再考慮在嚴(yán)重碰撞的情況下，降低它的概率。
因?yàn)槲覀冎览字Z也放了幾萬臺(tái)車出去，基本上沒有聽說過自燃的，甚至沒有聽說過撞車以后電池發(fā)生事故的，我見過有一個(gè)照片整個(gè)車燒掉了，但電池包是好的，它的能量密度真的沒有我們高。
長壽命怎么說是它的本分，使用壽命越多，每次的分?jǐn)偝杀揪驮降?。例如一臺(tái)PHEV，如果上下班都完成一次全放電，10年使用7300次循環(huán)，對(duì)于我來說，至少是3千多次的循環(huán)，這個(gè)是需要的，時(shí)間長了以后會(huì)掉下去的。
長壽命在材質(zhì)、工藝、過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(chǔ)了基礎(chǔ)，能夠大大降低電池失效的風(fēng)險(xiǎn)。自燃的這些很多BMS沒有及時(shí)報(bào)告風(fēng)險(xiǎn)，這是很成問題的，還有傳遞的問題，也是需要去考慮的。
充電沒有換電塊，需要根據(jù)它的具體環(huán)境，這里有一些例子，我就不說了，前面提到過了。其實(shí)實(shí)現(xiàn)長的續(xù)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。如果說單純提高續(xù)航里程以后，對(duì)電池可利用的循環(huán)壽命降低的，而且每次拖著那么重的電池包，經(jīng)濟(jì)性實(shí)際上是不好的。
所以針對(duì)不同市場，各種各樣的技術(shù)和產(chǎn)品都是有剩余空間的，完全沒有必要強(qiáng)加一種技術(shù)就否定其他的技術(shù)，應(yīng)該是整個(gè)百花齊放，這樣才是健康的市場環(huán)境。以燃油車比續(xù)航，就是跟搬運(yùn)工比力氣。有的燃油車帶了好幾個(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(shè)計(jì)與驗(yàn)證、模檢夾具、物料與生產(chǎn)等都是要去考慮的，用戶一次性購買成本、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(zāi)風(fēng)險(xiǎn)成本等等都要考慮進(jìn)去。
這里也是提出了一些問題，我就不詳細(xì)展開了。前面我們整個(gè)的過程在鐵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，三元就起來了，現(xiàn)在鐵Li電池已經(jīng)達(dá)到了180，系統(tǒng)密集達(dá)到了150這個(gè)時(shí)候已經(jīng)可以回歸了，在沒有補(bǔ)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(xiàn)在完全可以通過加熱保溫來大幅度提高，其實(shí)我們現(xiàn)在做了很多主機(jī)廠的電池包，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，在這種情況下鐵Li真的是可以回歸了。
后面簡單介紹一下我們的公司，我們公司除了做系統(tǒng)，這是在做系統(tǒng)的，用汽車的微模型，不管是系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、BMS都是這么開發(fā)的，也是我們整個(gè)系統(tǒng)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部門的一些人員結(jié)構(gòu)，這是我們參加了一些政府的項(xiàng)目。這是我們電芯的一些技術(shù)路線，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(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)在基本上已經(jīng)完全換代了，這是48V的，這個(gè)應(yīng)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，這是類似于特斯拉蛇型水管的驗(yàn)證。這是電池管理系統(tǒng)的基本架構(gòu)，這是我們整個(gè)的研發(fā)流程。這是通過體系來保證質(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(shè)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(jī)廠在場，我們把我們的PACK工廠直接建到主機(jī)廠旁邊去了。
就這么多，謝謝大家！
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