牛電科技司馬惠泉：智能化成為電動兩輪車“新名片”
《智能化成為電動兩輪車“新名片”》
司馬惠泉（北京牛電科技有限公司動力電子總監(jiān)）：
各位領(lǐng)導(dǎo)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、動力這三個方向。
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理念進行設(shè)計。
從產(chǎn)品的品類上看更關(guān)注城市出行相關(guān)領(lǐng)域。目前我們在歐洲、美洲都是兩輪電動車共享的第一領(lǐng)先品牌的。我們從2014年開始做智能鋰電產(chǎn)品，所以說也引領(lǐng)了國內(nèi)智能鋰電兩輪車發(fā)展的新紀元。
大家可以看到，我們從2014年一路走來，品牌還有產(chǎn)品的類別逐步的增加，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，也獲得了很多榮譽，也創(chuàng)造了非常龐大的用戶群體。
截至目前，小牛在國內(nèi)有3248家體驗店，覆蓋了200多個城市，在全球有43個經(jīng)銷商覆蓋了51個國家，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)品類別目前已經(jīng)覆蓋了電動摩托車、混動的電動摩托車、電動自行車和電動滑板車這么多類別。
再講講我們一些核心的技術(shù)理念。
從2014年開始，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，這個過程中，我們積累了非常多的經(jīng)驗，主要的訴求和技術(shù)的發(fā)展目標就是實現(xiàn)更安全，動力更強，更可靠，還有是用戶體驗更好。
舉個例子，我們自主開發(fā)了動態(tài)平衡算法，可以根據(jù)用戶使用工況，結(jié)合云端的數(shù)據(jù)和整車的數(shù)據(jù)為用戶提供準確的里程預(yù)估，在用戶的APP上和他的智能儀表上，顯示的都是每個客戶定制化的續(xù)航里程。
另外，大家知道電池BMS實際上它的運算能力是有限的，比如說我們電芯的均衡算法，如果僅僅靠BMS單面機進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(jié)合云端的數(shù)據(jù)，通過云端的足跡來對這個電池（進行分析），從它第一次使用到現(xiàn)在整個工況進行分析，那就可以很清晰的判斷出每一串電芯，每一個電池包它變化的方向，可以針對這個電池包的特性提供解決方案。然后通過遠程OTA升級的方法，或者通過遠程OTO配置的方法來實現(xiàn)電池包的故障分類、故障應(yīng)對、故障升級，這是我們目前正在使用的，通過云端+本地實施我們稱之為智能BMS系統(tǒng)，這就是我們第七代的鋰電系統(tǒng)。
不光電池的BMS通過云端連接，我們每一個部件只要它有通信功能的，都能實現(xiàn)跟云端的數(shù)據(jù)交互，也都能實現(xiàn)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(dāng)然也包含BMS也包含鎖控、智能鎖等等，甚至智能大燈，都可以通過遠程進行數(shù)據(jù)交互升級，這就是我們的小牛應(yīng)用IOT的核心內(nèi)容，所有待充性的部件皆可數(shù)據(jù)交互，皆可遠程升級。
通過這樣的數(shù)據(jù)交互，我們實現(xiàn)非常巨量的大數(shù)據(jù)收集，這些收集都符合法規(guī)，是匿名的收集，每天都有幾百T的數(shù)據(jù)收集到小牛的大數(shù)據(jù)中心，我們會對這些數(shù)據(jù)進行清洗、分類，然后利用。包括剛才說的智能里程的預(yù)測，甚至我可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶鞖狻⒔煌顩r等等我可以推測你今天實際的續(xù)航里程和平時有什么不同的區(qū)別。
舉個例子，今天突然降溫了，從原來的5度降到零下5度，你每天經(jīng)常去的方向有點堵車，針對這樣的工況我們會計算出你今天的續(xù)航里程。我們通過IOT通過大數(shù)據(jù)來進行用戶可感知數(shù)據(jù)的利用。
接著我們通過Ultra lite把這些數(shù)據(jù)更近一步的應(yīng)用到租賃、換電、新零售，企業(yè)級的服務(wù)商，現(xiàn)在在全球運行著大量小牛共享租賃的電動摩托車，歐洲、美國紐約等運營的電動摩托車基本上是以小牛為主，整車非常穩(wěn)定，系統(tǒng)也做的非常好，甚至我們企業(yè)用戶層面，做到他只需要改一個APP的logo，剩下的全部交給小牛就可以了。
我們不光要做一個安全、可靠、用戶可感知的車，我們還要打造剛才我們說的有潮流科技的，所以每一款車不光要實用、穩(wěn)定，還得好看，所以我們每一款車都是按照小牛的領(lǐng)導(dǎo)和小牛工程師自己愿意購買的方向進行設(shè)計，所以本身他的出發(fā)點非常高，如果我們小牛的員工自己都不喜歡小牛的車，那你這個車怎么能去創(chuàng)造潮流，像這款車我們基本上獲得了全球所有的設(shè)計大獎，全部拿全了。
動力這塊實際上2014年開始我們一直跟博世進行深入合作，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(wěn)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4萬公里。碳排放減少了29億公斤，相當(dāng)于種了1450萬顆樹。我們覺得自己的工作還是有成就的，也給電動兩輪車所有的從業(yè)者，我們讓兩輪車電動化以后給全球的環(huán)境帶來巨大的好處。我們也形成了一股潮流。
我們不光是賣車的，我們要讓有一群有共同理念的人形成一個圈子和氛圍。我們成立了很多同車會，平時大家都在一起玩，講究的自由自在的文化。
下面講講技術(shù)的方向，這是近一兩年來進行合作的方向。
電池的路線不多講了，一個是往高能量密度走，另外一個方向就是往低成本方向走。特別是在原材料這兩年漲價非常大的情況下，小牛這兩年做了幾個探索。去年跟某A公司聯(lián)合開發(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。
一個方向是說811體系通過集流體的創(chuàng)新實現(xiàn)安全，這是一個新的方向。目前，還有點產(chǎn)業(yè)化的困難，我相信一兩年內(nèi)有產(chǎn)業(yè)化的進展。
去年小牛導(dǎo)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(nèi)第一個應(yīng)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非常厲害，去年開始我們增加了一個方向。
目前通過兩年的使用下來還是比較穩(wěn)定的，和磷酸鐵鋰比起來還是高一點，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(wěn)定性差等等一些弱點，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，總體來說目前在材料漲價的情況下，磷酸錳鐵鋰可能是一股清流。
今年我們又開始了另外一個新電池行業(yè)應(yīng)用的方向，大家看小牛一直非常樂意推動新化學(xué)體系、新電池在兩輪行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用，所以說如果有電芯廠或者是材料體系廠家有這方面意愿或者有這方面想法的都可以來找我。
今年我們又做了新的方向，就是鈉離子電池行業(yè)的應(yīng)用導(dǎo)入，實際上我們國內(nèi)目前只有兩家做的比較好的鈉離子電池的供應(yīng)商，我就不點名了，這兩家目前我們測下來差不多產(chǎn)品迭代了三輪，目前測下來基本上快接近量產(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毛錢每瓦時的成本，它的工藝成本和三元電池的工藝成本是一樣的，所以說目前還有一些困難。
鈉離子電池有很多優(yōu)點，因為它沒有鈷鎳，也沒有其他硅金屬，唯一會用到一些銅。
固態(tài)電池我們測了差不多三年，目前還沒有看到行業(yè)在一年內(nèi)能量產(chǎn)的現(xiàn)狀，可能半固態(tài)電池含5%-7%電解液的電池會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，通過我們小牛兩年的應(yīng)用，磷酸錳鐵鋰在安全特性是沒有問題的，兩年之內(nèi)我們看到磷酸錳鐵鋰電池的批量化應(yīng)有超過幾十萬組電池包的應(yīng)用，目前我們沒有發(fā)現(xiàn)安全方面的問題，或者它的安全特性比其他同等或者更好的狀態(tài)。它的價格現(xiàn)在是低于磷酸鐵鋰甚至低于錳酸鋰。
所以說我們這個平臺用了三年是一樣的，雖然混合型磷酸錳鐵鋰有兩個平臺，但在實際的工況中不顯現(xiàn)，只有在0.05C或者0.1C微弱電流下放電時才會體現(xiàn)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，電壓太低了，所以說可能會在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越凸顯，比如說對20安時及以上的這部分成本投入基本上就可以忽略了。
另外對中國整個電池產(chǎn)業(yè)甚至全球電池產(chǎn)業(yè)最大的優(yōu)點是減少了對鈷、鎳等稀有傳統(tǒng)鋰電池金屬的需求，會使整個新能源電池產(chǎn)業(yè)更均衡的發(fā)展，減少波動。可能短期內(nèi)不是很成熟，但長期來說會形成戰(zhàn)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，所以說總體的工藝成本更便宜一點，他比較適合發(fā)展的一項是他可以用現(xiàn)有523體系鋰電池的生產(chǎn)工藝來直接生產(chǎn)鈉離子電池，不需要進行變化，也就是現(xiàn)在523、622體系的，甚至811體系的，現(xiàn)有的三元電池的產(chǎn)線可以直接生產(chǎn)鈉離子電池，包括我們現(xiàn)在批的產(chǎn)品都是通過現(xiàn)有三元產(chǎn)線來進行生產(chǎn)的。
固態(tài)電池我就不講了，我感覺固態(tài)堅持不進入電解液5%以下，金屬負極等等沒有太大優(yōu)勢，所以說它的高能量密度，比如說500瓦時每公斤都是建立在金屬Li負極的基礎(chǔ)上，目前這個技術(shù)跟幾家頭部企業(yè)聊下來短期沒有商業(yè)化的前景。
我們在動力這塊的創(chuàng)新，去年年底我們推出新一代全新VG電芯，它在理論分布上稱之為叫突級電機，實際上是用IPM內(nèi)轉(zhuǎn)子電機技術(shù)擴展應(yīng)用到輪轂電機上，我們稱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，所以我們專門開發(fā)了更高進度電感式絕對位置傳感器，比傳統(tǒng)的位置傳感器提高了3個數(shù)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，我們這個成本做了20塊錢。
從性能上來看，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%。第四項是最重點的，效率80%以上的區(qū)域增加了50%，這意味著這個電機從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速都是高效區(qū)，大家可以看到上面這條線，電機效率80%以上區(qū)域，原來的輪轂電機很窄，現(xiàn)在可以做到非常高。在用戶層面表現(xiàn)上來說，效率高了續(xù)航特別長，第二就是扭矩高了，加速和爬坡性能更好。
今年我們會在國內(nèi)N系列的車型上全面迭代使用VG電機，去年是我們在海外版的MGTEVU上首先推出了這個電機。
以上就是我分享的內(nèi)容，謝謝大家！
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