純電動(dòng)汽車需要什么鋰電池 鋰離子電池的選擇及匹配2021-04-09 08:16
我國(guó)的動(dòng)力鋰電池行業(yè)經(jīng)過十年的能量蓄積，已經(jīng)有了非常大的提升。目前國(guó)內(nèi)電芯能做的比能量水平是240Wh/kg到260Wh/kg，到明年可能還會(huì)再有提升。愛馳汽車現(xiàn)在設(shè)計(jì)的Pack大于160Wh/kg，將來可能做到180Wh/kg。基于專家分享的，現(xiàn)在三元電池的化學(xué)材料體系、在材料的上還沒有根本的突破,因此比能量發(fā)展到一定水平后就很難有進(jìn)一步的突破，我比較贊成上述觀點(diǎn)的。這和國(guó)家的政策里引領(lǐng)性的指標(biāo)有些矛盾，引領(lǐng)指標(biāo)比較前瞻，可能沒有充分評(píng)估在做工程的時(shí)候面對(duì)很多實(shí)際的問題。就比如說我們現(xiàn)在正常量產(chǎn)的三元里鋰離子電芯，就目前的正極、負(fù)極材料體系和電解液體系，包括把硅碳添加負(fù)極中進(jìn)來，理論的電芯能量密度的極限就在350Wh/Kg左右。這里面可能還有很多的工程問題要解決，比如說電芯在充放電過程中的膨脹問題要解決。假如沒有材料級(jí)的突破，電芯比能量可能在300Wh/kg到350Wh/Kg之間，會(huì)有很長(zhǎng)一段時(shí)間的徘徊，這對(duì)行業(yè)來講可能是好事情,大家不用再一味的追求高的比能量,每年進(jìn)行一次電芯比能量的升級(jí)換代,這種快速的升級(jí)換代和乘用車的開發(fā)周期是有違背的，帶來的結(jié)果是很多驗(yàn)證工作無法充分的驗(yàn)證。
假如再有一些材料的突破，比如說半固態(tài)、固態(tài)的材料技術(shù)，包括界面接界電阻等方面的技術(shù)突破，未來假如產(chǎn)業(yè)鏈的加工制造能夠跟進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)電池在技術(shù)和量產(chǎn)上真正的突破。上述的技術(shù)難題目前要得到完全解決是比較困難的，或許工程上的突破會(huì)讓這些問題在某一天得到解決，但究竟哪一天突破不了解。總之只有在實(shí)現(xiàn)技術(shù)及工程突破以后，才有可能實(shí)現(xiàn)電芯質(zhì)量比能量大500Wh/Kg。只有電芯的比能量高于一定的值，才能實(shí)現(xiàn)國(guó)家目前政策引領(lǐng)的指標(biāo)，電池包質(zhì)量比能量達(dá)到260Wh/Kg以上。
對(duì)同一款車來講，十年前電池包的質(zhì)量比能量不到100Wh/Kg，現(xiàn)在上升到160Wh/Kg，質(zhì)量比能量的提升，帶來的直接結(jié)果是同一款純電動(dòng)汽車輛的續(xù)行里程由150km提升到320km以上。假如大家不是在汽車行業(yè)，可能會(huì)誤認(rèn)為純電動(dòng)汽車輛的續(xù)行里程只和電池的質(zhì)量比能量及車上裝的電量多少相關(guān)，實(shí)際上，影響純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)行里程的因素很多，后面會(huì)專門的提到，而對(duì)電芯的比能量即單位重量能裝載的能量多少，只是其中的一個(gè)影響因素。剛才比亞迪沈總也分享了鋰離子電池要有比較好的成本才有比較好的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)際上電動(dòng)汽車當(dāng)前面對(duì)的問題就是成本居高不下，光電池差不多占到整車30%到40%的成本。電池的成本不能下來，在石油沒有完全斷供的情況下，電動(dòng)汽車實(shí)際上面對(duì)和混合動(dòng)力、傳統(tǒng)燃油車進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，沒有成本優(yōu)勢(shì)很難推動(dòng)市場(chǎng)的接受，必須靠政策、法規(guī)引導(dǎo)。假如以后成本降下來，可能就真的有比較好的爆炸性上升。
接下來我想從車端、電池端梳理一下，整車要什么樣的電池。在座可能有電池公司或者車企的從業(yè)者。我只是談一下新勢(shì)力純電動(dòng)整車廠對(duì)電池篩選的看法。新勢(shì)力整車廠并不生產(chǎn)電芯，和能夠自己生產(chǎn)電芯的OEM相比，可能要更多地結(jié)合供應(yīng)商的資源。為了更好地滿足市場(chǎng)需求，要站在電芯供應(yīng)商、整車廠和電動(dòng)汽車消費(fèi)者角度思考電動(dòng)汽車消費(fèi)者到底要什么樣的電動(dòng)汽車。就續(xù)航里程這個(gè)指標(biāo)而言，大家一直在討論純電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)多少里程才是合適的？做續(xù)行里程設(shè)計(jì)的時(shí)候，電池到底要設(shè)計(jì)成多大的尺寸、多大的體積，單體容量到底是多少，選擇什么樣的化學(xué)體系？從整車廠的角度來思考的話，我個(gè)人理解，目前車的需求，續(xù)航里程可能是100到200、300到400、500到700，300到400可能是主流。其實(shí)并不意味著小車上要實(shí)現(xiàn)這個(gè)里程、B級(jí)車實(shí)現(xiàn)這個(gè)續(xù)行里程要求，在小車上有可能不要那么遠(yuǎn)的續(xù)行里程。怎么去通盤考慮續(xù)行里程的需求，從選電芯的角度來講，整車廠和電芯的制造公司都要思考，怎么樣才能滿足整車廠車輛設(shè)計(jì)的需求，從而滿足最終消費(fèi)者的需求，同時(shí)還要讓電芯的類型盡量少，盡量做到平臺(tái)化。Pack的集成也是相同的，要思考怎么樣才能減少Pack的變化。因?yàn)樽兓酱螅馕吨邪l(fā)成本和制造成本的投入新增，開發(fā)周期越長(zhǎng)。
在國(guó)家的政策引導(dǎo)和消費(fèi)者的輿論中，相對(duì)傳統(tǒng)燃油車的話，大家關(guān)于電動(dòng)汽車比較擔(dān)心的就是續(xù)航里程，即續(xù)航里程焦慮。假如分析用戶真實(shí)的使用情況，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分的情況下，用戶使用電動(dòng)汽車所需的續(xù)航里程并不長(zhǎng)，每天單次開120公里以上的客戶，概率是低于10%的。就算是電動(dòng)出租車，每天累計(jì)跑的累積里程也不超過360公里，所以續(xù)行里程在300公里到400公里，其實(shí)已經(jīng)可以解決里程焦慮的問題。當(dāng)我們分析現(xiàn)在客戶行為的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)雖然當(dāng)前社會(huì)輿論和消費(fèi)者及政策導(dǎo)向都是追求長(zhǎng)里程，這是里程焦慮的表現(xiàn)。但從長(zhǎng)期來講，消費(fèi)者還是會(huì)回歸理性，回歸到合適的續(xù)行里程。因?yàn)殚L(zhǎng)里程代表著車上裝的電池電量增多，電量增多代表著購(gòu)置成本新增。而且，電池有兩個(gè)壽命，一個(gè)壽命是循環(huán)壽命，第二個(gè)壽命是日歷壽命，電量越多，在同樣的使用年限下，車用電池的使用成本是新增的，這不是理性消費(fèi)。
消費(fèi)者在選購(gòu)純電動(dòng)汽車時(shí)，會(huì)考慮續(xù)航里程要長(zhǎng)，電池要安全、可靠，環(huán)境適應(yīng)性也要好。但整車廠還必須同時(shí)也考慮到消費(fèi)者的購(gòu)買意愿，消費(fèi)者的購(gòu)買意愿很大一部分因素是由好的電動(dòng)汽車售價(jià)決定的。好的售價(jià)是由好的成本決定的，好的成本來自于整車廠關(guān)于用戶需求非常清晰的了解，如此才能對(duì)產(chǎn)品有比較清晰的規(guī)劃。比如Pack廠和整車廠都把整車需求理得比較清晰，盡量去減少電芯類型的種類。假如很少變動(dòng)型號(hào)的話，最后研發(fā)和制造的成本就會(huì)變得比較低，一致性也會(huì)比較高，可靠性就會(huì)有保障。其實(shí)就我對(duì)某些產(chǎn)品的關(guān)注來看，能留到最后的產(chǎn)品肯定是某幾個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，而不是很多。后面我也會(huì)提到愛馳對(duì)國(guó)內(nèi)很多電芯供應(yīng)商進(jìn)行考察的心得分享。
補(bǔ)貼大量存在的時(shí)候國(guó)家會(huì)有很多有關(guān)電池比能量相關(guān)的補(bǔ)貼政策。以前電池大多都是用于物流車、商用車，可能幾個(gè)月就上一款新車，或是幾個(gè)月就推出一款電池。但是對(duì)乘用車來講，產(chǎn)品推得越快，帶來的結(jié)果可能會(huì)越糟，因?yàn)槌擞密囆袠I(yè)有乘用車行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，乘用車直接面向終端消費(fèi)者，為了保證好的品牌口碑，一般開發(fā)周期要3~5年，壓縮也要3年左右，如此才能保證整車設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證的完整性、可靠性和充分性，如此推出的產(chǎn)品才能放心。工程開發(fā)時(shí)會(huì)考慮電芯的一些技術(shù)突破，工程肯定是希望技術(shù)越來越好，比能量要高、循環(huán)壽命要長(zhǎng)、成本要低。其實(shí)對(duì)工程來講，所有美好的東西集成在一個(gè)東西上不太可能，三元鋰離子電池的質(zhì)量比能量高，安全性自然會(huì)有一定程度的降低，也許成本可能有優(yōu)勢(shì)，但壽命也可能會(huì)降低。而壽命的降低對(duì)整車廠乃至消費(fèi)者來講，也代表著性價(jià)比的降低。
說到選電芯的話題，我個(gè)人的看法，首先是安全。安全說的不僅是電芯的安全。在電動(dòng)汽車上，國(guó)內(nèi)的看法是磷酸鐵鋰肯定比三元鋰離子電池安全。其實(shí)單從電芯的材料而言，二者的安全程度有可能是有差別的，因?yàn)檫@時(shí)比較的是兩種材料本身，在同一水平上。實(shí)際上有很多國(guó)內(nèi)的專家、論壇也質(zhì)疑磷酸鐵鋰離子電池一定比三元電池安全的結(jié)論。不同的電芯供應(yīng)商都做磷酸鐵鋰和三元鋰離子電池，有的電芯供應(yīng)商的磷酸鐵鋰電芯安全性還不及其它廠家三元鋰電芯的安全性，電芯的安全不能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的用材料來論，在電芯層級(jí)，安全性就已經(jīng)是系統(tǒng)性的問題了。其實(shí)不論是Pack、模組包括整車應(yīng)用上，都是涉及到電池系統(tǒng)的安全問題，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮，發(fā)現(xiàn)在某個(gè)層級(jí)的哪一方面有安全的短板，肯定要在系統(tǒng)集成的時(shí)候用其它某個(gè)部分把短板補(bǔ)起來。電池在車上應(yīng)用的時(shí)候，比拼的是整個(gè)電池系統(tǒng)的安全。
電池的循環(huán)壽命，直接決定車要多長(zhǎng)時(shí)間或者累積多少續(xù)行里程換一次電池。電動(dòng)汽車不同于傳統(tǒng)燃油車，因?yàn)樯婕暗诫姵氐搅藟勖仨毟鼡Q，如此才能保證車輛整個(gè)設(shè)計(jì)壽命的實(shí)現(xiàn)?？紤]到純電動(dòng)汽車整車的退役，動(dòng)力鋰電池的退役以及電池梯次利用，長(zhǎng)循環(huán)壽命的動(dòng)力鋰電池是能夠提高性價(jià)比得，長(zhǎng)壽命的電池對(duì)電池品質(zhì)的要求很高。比如有很多應(yīng)用場(chǎng)景，可以把比能量低和更長(zhǎng)壽命的電池運(yùn)用在里面，這樣就帶來了電池成本的下降。
對(duì)電芯充放電的倍率考量是這樣的。一般電動(dòng)汽車上的應(yīng)用場(chǎng)景有三種：一是HEV是純功率的，二是PHEV,P/E比3~10倍，三是BEV。其實(shí)對(duì)目前的車來講，很少有功率型電池用在純電動(dòng)汽車上，整車廠最后終究還是要滿足客戶的需求，不見得電動(dòng)汽車的充放電倍率越高越好。假如充電樁等設(shè)施得很健全，電動(dòng)汽車消費(fèi)者不見得關(guān)心電池的充放電倍率。他(她)們更關(guān)心的是充電的解決方法，包括換電或加電的解決方法，而對(duì)汽車的某一個(gè)性能、某一個(gè)指標(biāo)相對(duì)就沒有那么關(guān)注。
溫度的適應(yīng)性是電芯的另外一個(gè)篩選指標(biāo)。大家都清楚，鋰離子電池在北方的低溫下使用，會(huì)發(fā)生車輛容易走不動(dòng)的現(xiàn)象。電池系統(tǒng)可以做一些加熱、冷卻的設(shè)計(jì)，保證電池在極冷和極熱的地方也能正常地工作。電芯另外一個(gè)重要篩選因素是成本，成本直接決定電動(dòng)汽車行業(yè)的成功與否，進(jìn)而決定動(dòng)力鋰電池行業(yè)的成功。假如成本不能降低，最后政策補(bǔ)貼退坡之后，在價(jià)格上純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)燃油車沒有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)或者持平，消費(fèi)者的購(gòu)買欲望便會(huì)大大下降，進(jìn)而電動(dòng)汽車行業(yè)會(huì)出現(xiàn)很大的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力喪失的問題。
關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)，和剛才提到的標(biāo)準(zhǔn)化相同。標(biāo)準(zhǔn)化模組是為了減少Pack的設(shè)計(jì)重復(fù)性，會(huì)有很多可以共用的零件，一個(gè)包切換到另外一個(gè)包，能夠使用符合標(biāo)準(zhǔn)化的模組，使電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用、楷模周期、驗(yàn)證試驗(yàn)項(xiàng)、驗(yàn)證周期和驗(yàn)證費(fèi)用都大大降低。不管是換供應(yīng)商還是換電池包，都是比較有利的。
再談一個(gè)因素是電池的形狀，剛才中汽研的李經(jīng)理也提到了，目前圓柱形電池的需求在減少。對(duì)此我想談一下我個(gè)人的看法。
眾所周知，電池有圓柱形、軟包、方形三種。圓柱形我不是很看好，國(guó)際上用圓柱形電池的代表是特斯拉，國(guó)內(nèi)用得并不太多。我個(gè)人對(duì)它不看好重要的原因是，電芯的一致性借用成熟的制造工藝對(duì)圓柱形電芯比較有優(yōu)勢(shì)，但形成模組時(shí)面對(duì)的比較大的問題是電芯形成模組的時(shí)候的焊接工藝及制造效率，大的電池包只有96×2個(gè)極柱要焊接。圓柱形的電池要有幾千個(gè)電芯，焊接的極柱個(gè)數(shù)有上萬個(gè)，焊接工步的節(jié)拍會(huì)受到大大影響，效率降低，制造成本大大新增。另外，圓柱形的電芯成組時(shí)，熱管理系統(tǒng)非常難做。在我國(guó)假如對(duì)電動(dòng)汽車不限區(qū)域銷售，假如沒有熱管理系統(tǒng)，這對(duì)圓柱形的電池也會(huì)造成比較大的考驗(yàn)。
當(dāng)你選好電芯以后，怎么保證電池的安全？國(guó)家雖然有電池安全相關(guān)的法規(guī)，但法規(guī)是最基本的要求，法規(guī)的要求肯定是要滿足的。滿足法規(guī)的要求不代表電池已經(jīng)完全滿足車輛使用的要求，滿足車輛使用要求要解決怎么用好它的問題。首先，必須把臨界值設(shè)得比較合適，以及一些功率的參數(shù)都須設(shè)計(jì)得比較合適。要想設(shè)計(jì)合適，必須要大量的電芯去做大量的試驗(yàn)和驗(yàn)證，并且用科學(xué)的方法把這些數(shù)據(jù)拿到。假如試驗(yàn)得出來，電芯有很大的功率能力，但在車上只用其中一小部分的能力，這樣電池的安全性和循環(huán)性就會(huì)有很大的保證。再比如說電芯的內(nèi)短路問題，假如臨界值設(shè)置不合理，會(huì)出現(xiàn)潛在的內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn)，內(nèi)短路的發(fā)生不是一天、兩天就能被探測(cè)到的，可能要很長(zhǎng)時(shí)間累積才顯現(xiàn)出來的問題，內(nèi)短路發(fā)生都會(huì)出現(xiàn)安全事故。國(guó)內(nèi)時(shí)不時(shí)媒體報(bào)道的電動(dòng)汽車事故，使國(guó)內(nèi)很多消費(fèi)者的觀點(diǎn)是電動(dòng)汽車的電池安全性不理想，假如比較國(guó)外大的OEM，除特斯拉外，電池出現(xiàn)安全事故的報(bào)道還是比較低的。
剛才提到續(xù)航里程是電動(dòng)汽車消費(fèi)者的要求，也講到續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車生產(chǎn)公司非常有核心的競(jìng)爭(zhēng)力的指標(biāo)。舉個(gè)例子，同樣跑100公里，別人要用15度電，假如你能做到14度電的話，就已經(jīng)賺回了1/15的利潤(rùn)。但是續(xù)行里程不僅僅決定于電池電量，還和風(fēng)阻、迎風(fēng)面積、車重、滾動(dòng)摩擦阻力系數(shù)、駕駛習(xí)慣和工況等都是相關(guān)的，這是一個(gè)系統(tǒng)的工程程?？陀^公正的說整車?yán)m(xù)駛里程和每個(gè)人的駕駛習(xí)慣息息相關(guān)。很多人會(huì)說這個(gè)車官方標(biāo)示的里程是偏高的，客戶自己開卻偏低，這是非常正常的現(xiàn)象。在不同的路況下行駛，續(xù)駛里程是不相同的。國(guó)家規(guī)定續(xù)駛里程要在某一個(gè)特定工況下測(cè)定。所以大家假如保持良好的駕駛習(xí)慣，同時(shí)整車廠、電池廠要優(yōu)化供應(yīng)策略，如此，車子在正常的工況下能達(dá)到更好的一致性。
另外，從研發(fā)成本和原材料成本的角度來講，我們要結(jié)合整車廠對(duì)電芯的需求去分析，現(xiàn)在電芯廠家很多、產(chǎn)量也很多，但真正能支持量產(chǎn)的電芯產(chǎn)量比較不充足。說白了，好的產(chǎn)品是供不應(yīng)求的，不能支持量產(chǎn)的電芯和產(chǎn)量是過剩的。
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護(hù)板、儲(chǔ)能電池的開發(fā)、集成、測(cè)試、銷售及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，混合集成電路的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護(hù)板定制廠家。
假如再有一些材料的突破，比如說半固態(tài)、固態(tài)的材料技術(shù)，包括界面接界電阻等方面的技術(shù)突破，未來假如產(chǎn)業(yè)鏈的加工制造能夠跟進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)電池在技術(shù)和量產(chǎn)上真正的突破。上述的技術(shù)難題目前要得到完全解決是比較困難的，或許工程上的突破會(huì)讓這些問題在某一天得到解決，但究竟哪一天突破不了解。總之只有在實(shí)現(xiàn)技術(shù)及工程突破以后，才有可能實(shí)現(xiàn)電芯質(zhì)量比能量大500Wh/Kg。只有電芯的比能量高于一定的值，才能實(shí)現(xiàn)國(guó)家目前政策引領(lǐng)的指標(biāo)，電池包質(zhì)量比能量達(dá)到260Wh/Kg以上。
對(duì)同一款車來講，十年前電池包的質(zhì)量比能量不到100Wh/Kg，現(xiàn)在上升到160Wh/Kg，質(zhì)量比能量的提升，帶來的直接結(jié)果是同一款純電動(dòng)汽車輛的續(xù)行里程由150km提升到320km以上。假如大家不是在汽車行業(yè)，可能會(huì)誤認(rèn)為純電動(dòng)汽車輛的續(xù)行里程只和電池的質(zhì)量比能量及車上裝的電量多少相關(guān)，實(shí)際上，影響純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)行里程的因素很多，后面會(huì)專門的提到，而對(duì)電芯的比能量即單位重量能裝載的能量多少，只是其中的一個(gè)影響因素。剛才比亞迪沈總也分享了鋰離子電池要有比較好的成本才有比較好的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)際上電動(dòng)汽車當(dāng)前面對(duì)的問題就是成本居高不下，光電池差不多占到整車30%到40%的成本。電池的成本不能下來，在石油沒有完全斷供的情況下，電動(dòng)汽車實(shí)際上面對(duì)和混合動(dòng)力、傳統(tǒng)燃油車進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，沒有成本優(yōu)勢(shì)很難推動(dòng)市場(chǎng)的接受，必須靠政策、法規(guī)引導(dǎo)。假如以后成本降下來，可能就真的有比較好的爆炸性上升。
接下來我想從車端、電池端梳理一下，整車要什么樣的電池。在座可能有電池公司或者車企的從業(yè)者。我只是談一下新勢(shì)力純電動(dòng)整車廠對(duì)電池篩選的看法。新勢(shì)力整車廠并不生產(chǎn)電芯，和能夠自己生產(chǎn)電芯的OEM相比，可能要更多地結(jié)合供應(yīng)商的資源。為了更好地滿足市場(chǎng)需求，要站在電芯供應(yīng)商、整車廠和電動(dòng)汽車消費(fèi)者角度思考電動(dòng)汽車消費(fèi)者到底要什么樣的電動(dòng)汽車。就續(xù)航里程這個(gè)指標(biāo)而言，大家一直在討論純電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)多少里程才是合適的？做續(xù)行里程設(shè)計(jì)的時(shí)候，電池到底要設(shè)計(jì)成多大的尺寸、多大的體積，單體容量到底是多少，選擇什么樣的化學(xué)體系？從整車廠的角度來思考的話，我個(gè)人理解，目前車的需求，續(xù)航里程可能是100到200、300到400、500到700，300到400可能是主流。其實(shí)并不意味著小車上要實(shí)現(xiàn)這個(gè)里程、B級(jí)車實(shí)現(xiàn)這個(gè)續(xù)行里程要求，在小車上有可能不要那么遠(yuǎn)的續(xù)行里程。怎么去通盤考慮續(xù)行里程的需求，從選電芯的角度來講，整車廠和電芯的制造公司都要思考，怎么樣才能滿足整車廠車輛設(shè)計(jì)的需求，從而滿足最終消費(fèi)者的需求，同時(shí)還要讓電芯的類型盡量少，盡量做到平臺(tái)化。Pack的集成也是相同的，要思考怎么樣才能減少Pack的變化。因?yàn)樽兓酱螅馕吨邪l(fā)成本和制造成本的投入新增，開發(fā)周期越長(zhǎng)。
在國(guó)家的政策引導(dǎo)和消費(fèi)者的輿論中，相對(duì)傳統(tǒng)燃油車的話，大家關(guān)于電動(dòng)汽車比較擔(dān)心的就是續(xù)航里程，即續(xù)航里程焦慮。假如分析用戶真實(shí)的使用情況，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分的情況下，用戶使用電動(dòng)汽車所需的續(xù)航里程并不長(zhǎng)，每天單次開120公里以上的客戶，概率是低于10%的。就算是電動(dòng)出租車，每天累計(jì)跑的累積里程也不超過360公里，所以續(xù)行里程在300公里到400公里，其實(shí)已經(jīng)可以解決里程焦慮的問題。當(dāng)我們分析現(xiàn)在客戶行為的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)雖然當(dāng)前社會(huì)輿論和消費(fèi)者及政策導(dǎo)向都是追求長(zhǎng)里程，這是里程焦慮的表現(xiàn)。但從長(zhǎng)期來講，消費(fèi)者還是會(huì)回歸理性，回歸到合適的續(xù)行里程。因?yàn)殚L(zhǎng)里程代表著車上裝的電池電量增多，電量增多代表著購(gòu)置成本新增。而且，電池有兩個(gè)壽命，一個(gè)壽命是循環(huán)壽命，第二個(gè)壽命是日歷壽命，電量越多，在同樣的使用年限下，車用電池的使用成本是新增的，這不是理性消費(fèi)。
消費(fèi)者在選購(gòu)純電動(dòng)汽車時(shí)，會(huì)考慮續(xù)航里程要長(zhǎng)，電池要安全、可靠，環(huán)境適應(yīng)性也要好。但整車廠還必須同時(shí)也考慮到消費(fèi)者的購(gòu)買意愿，消費(fèi)者的購(gòu)買意愿很大一部分因素是由好的電動(dòng)汽車售價(jià)決定的。好的售價(jià)是由好的成本決定的，好的成本來自于整車廠關(guān)于用戶需求非常清晰的了解，如此才能對(duì)產(chǎn)品有比較清晰的規(guī)劃。比如Pack廠和整車廠都把整車需求理得比較清晰，盡量去減少電芯類型的種類。假如很少變動(dòng)型號(hào)的話，最后研發(fā)和制造的成本就會(huì)變得比較低，一致性也會(huì)比較高，可靠性就會(huì)有保障。其實(shí)就我對(duì)某些產(chǎn)品的關(guān)注來看，能留到最后的產(chǎn)品肯定是某幾個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，而不是很多。后面我也會(huì)提到愛馳對(duì)國(guó)內(nèi)很多電芯供應(yīng)商進(jìn)行考察的心得分享。
補(bǔ)貼大量存在的時(shí)候國(guó)家會(huì)有很多有關(guān)電池比能量相關(guān)的補(bǔ)貼政策。以前電池大多都是用于物流車、商用車，可能幾個(gè)月就上一款新車，或是幾個(gè)月就推出一款電池。但是對(duì)乘用車來講，產(chǎn)品推得越快，帶來的結(jié)果可能會(huì)越糟，因?yàn)槌擞密囆袠I(yè)有乘用車行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，乘用車直接面向終端消費(fèi)者，為了保證好的品牌口碑，一般開發(fā)周期要3~5年，壓縮也要3年左右，如此才能保證整車設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證的完整性、可靠性和充分性，如此推出的產(chǎn)品才能放心。工程開發(fā)時(shí)會(huì)考慮電芯的一些技術(shù)突破，工程肯定是希望技術(shù)越來越好，比能量要高、循環(huán)壽命要長(zhǎng)、成本要低。其實(shí)對(duì)工程來講，所有美好的東西集成在一個(gè)東西上不太可能，三元鋰離子電池的質(zhì)量比能量高，安全性自然會(huì)有一定程度的降低，也許成本可能有優(yōu)勢(shì)，但壽命也可能會(huì)降低。而壽命的降低對(duì)整車廠乃至消費(fèi)者來講，也代表著性價(jià)比的降低。
說到選電芯的話題，我個(gè)人的看法，首先是安全。安全說的不僅是電芯的安全。在電動(dòng)汽車上，國(guó)內(nèi)的看法是磷酸鐵鋰肯定比三元鋰離子電池安全。其實(shí)單從電芯的材料而言，二者的安全程度有可能是有差別的，因?yàn)檫@時(shí)比較的是兩種材料本身，在同一水平上。實(shí)際上有很多國(guó)內(nèi)的專家、論壇也質(zhì)疑磷酸鐵鋰離子電池一定比三元電池安全的結(jié)論。不同的電芯供應(yīng)商都做磷酸鐵鋰和三元鋰離子電池，有的電芯供應(yīng)商的磷酸鐵鋰電芯安全性還不及其它廠家三元鋰電芯的安全性，電芯的安全不能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的用材料來論，在電芯層級(jí)，安全性就已經(jīng)是系統(tǒng)性的問題了。其實(shí)不論是Pack、模組包括整車應(yīng)用上，都是涉及到電池系統(tǒng)的安全問題，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮，發(fā)現(xiàn)在某個(gè)層級(jí)的哪一方面有安全的短板，肯定要在系統(tǒng)集成的時(shí)候用其它某個(gè)部分把短板補(bǔ)起來。電池在車上應(yīng)用的時(shí)候，比拼的是整個(gè)電池系統(tǒng)的安全。
電池的循環(huán)壽命，直接決定車要多長(zhǎng)時(shí)間或者累積多少續(xù)行里程換一次電池。電動(dòng)汽車不同于傳統(tǒng)燃油車，因?yàn)樯婕暗诫姵氐搅藟勖仨毟鼡Q，如此才能保證車輛整個(gè)設(shè)計(jì)壽命的實(shí)現(xiàn)?？紤]到純電動(dòng)汽車整車的退役，動(dòng)力鋰電池的退役以及電池梯次利用，長(zhǎng)循環(huán)壽命的動(dòng)力鋰電池是能夠提高性價(jià)比得，長(zhǎng)壽命的電池對(duì)電池品質(zhì)的要求很高。比如有很多應(yīng)用場(chǎng)景，可以把比能量低和更長(zhǎng)壽命的電池運(yùn)用在里面，這樣就帶來了電池成本的下降。
對(duì)電芯充放電的倍率考量是這樣的。一般電動(dòng)汽車上的應(yīng)用場(chǎng)景有三種：一是HEV是純功率的，二是PHEV,P/E比3~10倍，三是BEV。其實(shí)對(duì)目前的車來講，很少有功率型電池用在純電動(dòng)汽車上，整車廠最后終究還是要滿足客戶的需求，不見得電動(dòng)汽車的充放電倍率越高越好。假如充電樁等設(shè)施得很健全，電動(dòng)汽車消費(fèi)者不見得關(guān)心電池的充放電倍率。他(她)們更關(guān)心的是充電的解決方法，包括換電或加電的解決方法，而對(duì)汽車的某一個(gè)性能、某一個(gè)指標(biāo)相對(duì)就沒有那么關(guān)注。
溫度的適應(yīng)性是電芯的另外一個(gè)篩選指標(biāo)。大家都清楚，鋰離子電池在北方的低溫下使用，會(huì)發(fā)生車輛容易走不動(dòng)的現(xiàn)象。電池系統(tǒng)可以做一些加熱、冷卻的設(shè)計(jì)，保證電池在極冷和極熱的地方也能正常地工作。電芯另外一個(gè)重要篩選因素是成本，成本直接決定電動(dòng)汽車行業(yè)的成功與否，進(jìn)而決定動(dòng)力鋰電池行業(yè)的成功。假如成本不能降低，最后政策補(bǔ)貼退坡之后，在價(jià)格上純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)燃油車沒有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)或者持平，消費(fèi)者的購(gòu)買欲望便會(huì)大大下降，進(jìn)而電動(dòng)汽車行業(yè)會(huì)出現(xiàn)很大的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力喪失的問題。
關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化的指標(biāo)，和剛才提到的標(biāo)準(zhǔn)化相同。標(biāo)準(zhǔn)化模組是為了減少Pack的設(shè)計(jì)重復(fù)性，會(huì)有很多可以共用的零件，一個(gè)包切換到另外一個(gè)包，能夠使用符合標(biāo)準(zhǔn)化的模組，使電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用、楷模周期、驗(yàn)證試驗(yàn)項(xiàng)、驗(yàn)證周期和驗(yàn)證費(fèi)用都大大降低。不管是換供應(yīng)商還是換電池包，都是比較有利的。
再談一個(gè)因素是電池的形狀，剛才中汽研的李經(jīng)理也提到了，目前圓柱形電池的需求在減少。對(duì)此我想談一下我個(gè)人的看法。
眾所周知，電池有圓柱形、軟包、方形三種。圓柱形我不是很看好，國(guó)際上用圓柱形電池的代表是特斯拉，國(guó)內(nèi)用得并不太多。我個(gè)人對(duì)它不看好重要的原因是，電芯的一致性借用成熟的制造工藝對(duì)圓柱形電芯比較有優(yōu)勢(shì)，但形成模組時(shí)面對(duì)的比較大的問題是電芯形成模組的時(shí)候的焊接工藝及制造效率，大的電池包只有96×2個(gè)極柱要焊接。圓柱形的電池要有幾千個(gè)電芯，焊接的極柱個(gè)數(shù)有上萬個(gè)，焊接工步的節(jié)拍會(huì)受到大大影響，效率降低，制造成本大大新增。另外，圓柱形的電芯成組時(shí)，熱管理系統(tǒng)非常難做。在我國(guó)假如對(duì)電動(dòng)汽車不限區(qū)域銷售，假如沒有熱管理系統(tǒng)，這對(duì)圓柱形的電池也會(huì)造成比較大的考驗(yàn)。
當(dāng)你選好電芯以后，怎么保證電池的安全？國(guó)家雖然有電池安全相關(guān)的法規(guī)，但法規(guī)是最基本的要求，法規(guī)的要求肯定是要滿足的。滿足法規(guī)的要求不代表電池已經(jīng)完全滿足車輛使用的要求，滿足車輛使用要求要解決怎么用好它的問題。首先，必須把臨界值設(shè)得比較合適，以及一些功率的參數(shù)都須設(shè)計(jì)得比較合適。要想設(shè)計(jì)合適，必須要大量的電芯去做大量的試驗(yàn)和驗(yàn)證，并且用科學(xué)的方法把這些數(shù)據(jù)拿到。假如試驗(yàn)得出來，電芯有很大的功率能力，但在車上只用其中一小部分的能力，這樣電池的安全性和循環(huán)性就會(huì)有很大的保證。再比如說電芯的內(nèi)短路問題，假如臨界值設(shè)置不合理，會(huì)出現(xiàn)潛在的內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn)，內(nèi)短路的發(fā)生不是一天、兩天就能被探測(cè)到的，可能要很長(zhǎng)時(shí)間累積才顯現(xiàn)出來的問題，內(nèi)短路發(fā)生都會(huì)出現(xiàn)安全事故。國(guó)內(nèi)時(shí)不時(shí)媒體報(bào)道的電動(dòng)汽車事故，使國(guó)內(nèi)很多消費(fèi)者的觀點(diǎn)是電動(dòng)汽車的電池安全性不理想，假如比較國(guó)外大的OEM，除特斯拉外，電池出現(xiàn)安全事故的報(bào)道還是比較低的。
剛才提到續(xù)航里程是電動(dòng)汽車消費(fèi)者的要求，也講到續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車生產(chǎn)公司非常有核心的競(jìng)爭(zhēng)力的指標(biāo)。舉個(gè)例子，同樣跑100公里，別人要用15度電，假如你能做到14度電的話，就已經(jīng)賺回了1/15的利潤(rùn)。但是續(xù)行里程不僅僅決定于電池電量，還和風(fēng)阻、迎風(fēng)面積、車重、滾動(dòng)摩擦阻力系數(shù)、駕駛習(xí)慣和工況等都是相關(guān)的，這是一個(gè)系統(tǒng)的工程程?？陀^公正的說整車?yán)m(xù)駛里程和每個(gè)人的駕駛習(xí)慣息息相關(guān)。很多人會(huì)說這個(gè)車官方標(biāo)示的里程是偏高的，客戶自己開卻偏低，這是非常正常的現(xiàn)象。在不同的路況下行駛，續(xù)駛里程是不相同的。國(guó)家規(guī)定續(xù)駛里程要在某一個(gè)特定工況下測(cè)定。所以大家假如保持良好的駕駛習(xí)慣，同時(shí)整車廠、電池廠要優(yōu)化供應(yīng)策略，如此，車子在正常的工況下能達(dá)到更好的一致性。
另外，從研發(fā)成本和原材料成本的角度來講，我們要結(jié)合整車廠對(duì)電芯的需求去分析，現(xiàn)在電芯廠家很多、產(chǎn)量也很多，但真正能支持量產(chǎn)的電芯產(chǎn)量比較不充足。說白了，好的產(chǎn)品是供不應(yīng)求的，不能支持量產(chǎn)的電芯和產(chǎn)量是過剩的。
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