2016年9月23日~24日,“2016中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛暨车企与动力电池企业技术交流会”在张家港盛大召开。本届会议由电动汽车资源网携同江苏天鹏电源有限公司联合张家港市发展和改革委员会、张家港市科技局共同举办,来自政府主管部门、行业权威专家学者、新能源整车企业、动力电池产业链企业、检测机构等,共计600余业界精英齐聚一堂。乐视汽车高级总监、博士王英做重要演讲,王英博士的演讲主题为“新趋势下对动力电池的技术需求以及发展趋势”。
以下是由电动汽车资源网整理的王英博士演讲的主要内容:
非常感谢主办方今天的邀请,各位领导,各位同仁,我今天是分三个部分跟大家分享一下我个人对新形势下电动汽车的一些挑战的看法和想法。
新形势下对车用动力电池的要求
中国对新能源汽车的需求比其他国家更为迫切,汽车保有量持续上升,能源安全制约行业发展;环境污染问题日益突出,环保治理刻不容缓;中国汽车产业大而不强,新能源成为汽车强国的突破口。强力鼓励措施密集出台,在政策支持下,2014年新能源汽车销量出现爆发性上升,并将持续进入快速发展阶段。
油耗限值要求日益严格,2015年达到6.9L/百公里和2020年达到5L/百公里的国家目标,要求明确并且将坚定实施。目前,《加强乘用车企业平均燃料消耗量管理的通知》和第四阶段油耗标准已发布,“新能源汽车积分管理政策”制定完成。
销量预测—国内新能源乘用车市场:依据国家能源规划以及燃油消耗标准的提高,未来一个阶段新能源汽车发展将明显加快,将推动整体市场格局、零部件产业的演变;“十三五”期间,随着基础设施的全面铺开,电池成本和性能突破,新能源汽车销量可能出现爆发式的增长。
新能源汽车准入修订:1. 认定插电混动,纯电,燃料电池为新能源汽车,删除混合动力汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等类别产品;2. 申请主体、生产主体资格更严格;3. 设计开发能力要包括VCU, 能源管理,驱动系统,集成匹配等;4.试制及测试能力要求更加严格;5. 强调新能源车的安全监控;6. 针对新能源汽车启用新国标。
在新能源汽车的界定上,新《修订稿》明确指出:新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车,主要包括插电式混合动力(含增程式) 汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车等。删除了老条款中混合动力汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等类别产品。
申请主体、生产主体资格更严格:在申请主体方面新《修订稿》的要求也更为严格,对于新能源汽车的设计、研发、生产、测试甚至是电池的后续回收都有综合的考量。不仅是硬件上,软件上也提出了更为明确的要求。生产主体必须是已取得《公告》的汽车生产企业,或者是已经按照国家有关投资管理规定完成投资项目手续的新建汽车生产企业。跨产品类别生产新能源汽车的现有汽车生产企业,也应当按照国家有关投资管理规定完成投资项目手续。 作为已经获得公告的新能源汽车企业及产品也要符合最新的准入要求,否则将暂停生产、销售新能源汽车产品。这些企业准入有2年缓冲期,要在两年年进行调整,两年里复核通过才可以继续进行新能源汽车的生产,而产品准入则只有6个月时间进行调整。
资质申请:如果想获得纯电动乘用车资质牌照,电芯、模块和系统必须由整车厂委托国家认定的检测机构检测,必须通过标准规范;BMS也必须通过QC/T 897-2011《电动汽车用电池管理系统技术条件》检测;3万公里后的动力电池一致性检测,也必须满足要求(单体最大压差不超过50mv或续驶里程衰减率低于10%)。检测所需电芯24只,模块22组和系统5+6组;所需周期约60~90天(除去循环性能测试,如测试循环性能约需330天)。
动力电池系统正向开发思路
首先,作为开发我们要知道我们要做什么东西?第二、我们做什么,目标策略是什么?第三、通过什么方法实现?第四个组织架构是什么?第五个我们使用的工具和测试设备是什么?
动力电池系统:电池系统正向开发的前提是建立起一支涵盖电池系统开发、测试、制造、售后的专业团队。
具体来说作为系统开发这里面包括了以上7大部分,相辅相成。
正向开发目标及策略:国内新能源汽车生产资质申请必须具备电池系统的正向开发及试验验证能力。
我们的开发过程要有记录,这里面包括所有的设计、所有的均衡热管理、安全,、故障诊断等等信息。第二个是实验验证及报告,包括电性能、耐久性等他方面的测试等等。
开发策略及计划:整车有整车的开发流程,我们希望用的是成熟的电芯和成熟的系统到整车上才能保证可靠性和稳定性。
正向开发一个电池系统在电芯确定的情况下,正常也有3年的周期,如果更上一步提到成本的降低,性能的提高又需要2年的周期,所以一个3年的开发正向周期来说是比较正常的,这个里面的核心技术不止包括了电池系统集成,更包括模块技术。
开发的路径:电池系统正向开发需遵循V模型开发思路,纵向完成从整车--》系统--》零部件的分解,横向按照需求分析--》设计过程--》试验验证的开发过程,完成电池系统以及整车的开发。
对于整个工程研发来说,我们主要知道三要素:达到什么性能?边界条件是什么?需求是什么?电池开发过程中,需求显得尤其重要,从需求来进行输入,从产品做输出,所以边界条件对于系统结构、热管理系统(BMS)都至关重要。另外,包括每个小的细节都决定质量怎么从低走向高。
从V字形的左到右是相辅相成的,理解整车需求就容易做电池包的设计,反过来如果我们知道电芯材料本身的边界条件我们也就可以对整车的性能做出合理的安排。
组织架构定义:
车用锂离子电池的需求:电池系统主要由锂离子电池、电池管理系统、功率连接器及线束总成、保险丝、接触器及预充电路等主要部件组成。
这些要求都是从整车而来,大家知道作为一个电池以外的人我们想到的就是里程、充电等等,所有对应的电池系统有相应的体积能量密度。
整车VTS与电池需求仿真分析:作为最重要的仿真,在我们整个正向开发里面一定包含一定的流程,不管是热的仿真,结构的仿真,贯穿整个的从各个样品A样件到B样件的开软膜,到D样件的开硬膜提高准确度,节省开发周期和成本,让我们的设计更可靠,避免了更改,最主要的是材料电芯到系统最后回到车上来,怎么把车的语言变成电池包的语言,这个里面经过大量的仿真和数据的模拟。
面临问题分析以及解决策略
电池对我们来说面临什么样的机遇和挑战?我们都知道电动汽车的发展电池是瓶颈,瓶颈在哪里?一个是材料,单一的追求高品能带来的风险就是安全性和寿命;第二个做焊接等等。我们对设备和自动化线的依赖非常大,从材料到模块的生成,成本的降低,这些压力面临技术上的挑战,带来的也是行业合作的更大契机。
目前,在人力资源的分配、财力分配以及现金流,还有开发流程正向的核心技术能力和技术管理能力的掌握等方面存在问题。
大家现在看到很多材料厂做车,还有很多车厂投材料,这个年代已经不奇怪了,所以大家的客户群体已经互相交叉和整合。资源重复投资和产能过剩的现象将来也会整合。总而言之,掌握核心技术是我们的解决方案,财力方面的分配实现资本的运营方面更有效是我们的解决方案,流程方面就是在传统的正规开发流程基础上怎么变成更智能化的流程。
三年的周期我们缩短到2年乃至更短的时间,团队的合作是我们将来发展的大方向,我相信借着这个契机,大家在新能源的路上会走的更远,更稳更好。谢谢大家!
