鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1165次 | 2020年08月20日
新能源汽車(chē)市場(chǎng)化痛點(diǎn)和動(dòng)力電池解決方案
在8月15日上午舉辦的“推進(jìn)新能源汽車(chē)市場(chǎng)化”分論壇上,寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司董事長(zhǎng)助理孟祥峰發(fā)表了主題演講《新能源汽車(chē)市場(chǎng)化痛點(diǎn)和動(dòng)力電池解決方案》。
孟祥峰在演講中表示,新能源汽車(chē)大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)化的推廣階段之前,還面臨著很多的痛點(diǎn)。影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的主要是6個(gè)方面:1.成本太高;2.里程焦慮;3.電池環(huán)境耐受性比較弱;4.充電時(shí)間太長(zhǎng),比加油非常不方便;5.產(chǎn)品安全性,目前新能源汽車(chē)起火、自燃事故得到大家廣泛關(guān)注,影響了消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的信心;6.保值。新能源汽車(chē)二手車(chē)的殘值跟燃油車(chē)相比,比例非常低。作為動(dòng)力電池的供應(yīng)商,寧德時(shí)代也和主機(jī)廠一起克服這些短板和痛點(diǎn)。
以下為孟祥峰的演講實(shí)錄,內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理,未經(jīng)本人審閱:
尊敬的馬處、萬(wàn)總、李主任,各位專(zhuān)家、各位領(lǐng)導(dǎo),大家上午好。很榮幸有機(jī)會(huì)和大家做分享,我的題目是“新能源汽車(chē)市場(chǎng)化痛點(diǎn)和動(dòng)力電池解決方案”。
首先看一下國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)市場(chǎng)現(xiàn)狀,剛才馬處長(zhǎng)以及李主任講到,今年整個(gè)中國(guó)新能源汽車(chē)形勢(shì)比較不樂(lè)觀的,產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨諸多困難,國(guó)內(nèi)上半年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量下降44%,持續(xù)多年中國(guó)在全年產(chǎn)銷(xiāo)量遙遙領(lǐng)先的狀態(tài)今年碰到了挑戰(zhàn)。歐洲今年上半年銷(xiāo)量上升了50%,達(dá)到了40萬(wàn)輛,上半年也超過(guò)了中國(guó)。全年看,超過(guò)中國(guó)的概率是非常大的。我們的狀態(tài)從今年開(kāi)始出現(xiàn)了比較大的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)的來(lái)源我們分析主要兩部分:
一、扶持政策的差異。二、約束政策的差異。
國(guó)內(nèi)從2018年開(kāi)始,補(bǔ)貼政策在持續(xù)退坡,和產(chǎn)業(yè)發(fā)展是匹配的,是不可避免的。歐洲為了拉動(dòng)新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從最近兩年補(bǔ)貼在持續(xù)加碼,目前看國(guó)內(nèi)的乘用車(chē)最高補(bǔ)貼目前是2萬(wàn)左右。但是歐洲,德國(guó)和法國(guó)補(bǔ)貼額度達(dá)到了9000歐元和7000歐元及遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)中國(guó),也是造成歐洲新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)快速增長(zhǎng)。
另外是約束政策,在生產(chǎn)端主機(jī)廠為了完成雙積分的政策和為了完成《碳排放法規(guī)》的政策,在不得不去推廣新能源汽車(chē)的產(chǎn)品和技術(shù)。國(guó)內(nèi)進(jìn)入了雙積分的第二輪政策,積分比例在提高。
跟歐洲相比有兩個(gè)差異:1.歐洲碳排放法規(guī)制定了中長(zhǎng)期的目標(biāo);2.目標(biāo)相對(duì)非常嚴(yán)格和苛刻的,主機(jī)廠已經(jīng)判斷它不發(fā)展新能源汽車(chē),就根本無(wú)法完成這個(gè)法規(guī)。像歐洲的主機(jī)廠、大眾、奔馳等企業(yè)都下定決心,其實(shí)補(bǔ)貼只是對(duì)他們一方面的刺激,最打動(dòng)主機(jī)廠的還是《碳排放法規(guī)》給它造成的壓力。
另外從產(chǎn)業(yè)投資來(lái)看,2017年,中國(guó)在新能源汽車(chē)全產(chǎn)業(yè)鏈的投資是歐洲的7倍,但是2019年歐洲的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的投資增速大幅提高。到了2019年的時(shí)候,歐洲是中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈投資的3倍,產(chǎn)業(yè)的投資趨勢(shì)也發(fā)生了一個(gè)比較大的逆轉(zhuǎn)。
大家都說(shuō)補(bǔ)貼是不可持續(xù)的,新能源汽車(chē)遲早要走向市場(chǎng)化的發(fā)展階段。從成本的角度來(lái)看,大家比較關(guān)心成本,什么時(shí)候燃油車(chē)和新能源汽車(chē)能夠做到平價(jià)。目前來(lái)看,從2018年到2019年左右,在補(bǔ)貼、免稅、疊加油電差價(jià)的情況下,運(yùn)營(yíng)類(lèi)的乘用車(chē)已經(jīng)可以做到和燃油車(chē)具有經(jīng)濟(jì)性了。隨著技術(shù)的進(jìn)步,電池成本的下降,另外就是隨著《排放法規(guī)》的加嚴(yán),燃油車(chē)的成本上升,在2023年左右,在沒(méi)有補(bǔ)貼的情況下,私家車(chē)全生命周期的經(jīng)濟(jì)性和燃油車(chē)基本持平,到2025年左右,首購(gòu)成本我們判斷能夠?qū)崿F(xiàn)持平。
在目前2019年-2025年之間還有一個(gè)成本的差異,這是需要通過(guò)一些各方面的努力去平衡的。
新能源汽車(chē)大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)化的推廣階段之前,還面臨著很多的痛點(diǎn)。這些痛點(diǎn)都和動(dòng)力電池有關(guān),我們作為動(dòng)力電池的供應(yīng)商也在認(rèn)真研究這些痛點(diǎn),影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的短板是哪些,我們動(dòng)力電池企業(yè)能做哪些工作。
分析來(lái)看,影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的主要是6個(gè)方面:
1.成本太高;2.里程焦慮;3.電池環(huán)境耐受性比較弱;4.充電時(shí)間太長(zhǎng),比加油非常不方便;5.產(chǎn)品安全性,目前新能源汽車(chē)起火、自燃事故得到大家廣泛關(guān)注,影響了消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的信心;6.保值。新能源汽車(chē)二手車(chē)的殘值跟燃油車(chē)相比,比例非常低。
這些方面我們分析來(lái)看,很大程度上和動(dòng)力電池性能或者它的特點(diǎn)是密切相關(guān)的,我們作為動(dòng)力電池的供應(yīng)商,也和主機(jī)廠一起克服這些短板和痛點(diǎn)。做了如下工作:
第一,解決這些問(wèn)題,我們堅(jiān)信通過(guò)技術(shù)的創(chuàng)新和技術(shù)的突破。在電池方面,很多要做基礎(chǔ)性的研究和材料層級(jí)突破。
我們參照國(guó)際龍頭的形式,今年成立了21C創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,寧德時(shí)代這么多年堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)和研發(fā)投入。21C和原來(lái)的創(chuàng)新體系相比,更注重基礎(chǔ)研究、前沿研究。在應(yīng)用研究方面,目前研發(fā)團(tuán)隊(duì)5000人,基礎(chǔ)研究今年持續(xù)加力,成立21C實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃研發(fā)投資33億元,5年之內(nèi),這個(gè)基礎(chǔ)研究團(tuán)隊(duì)要發(fā)展到1000人。重點(diǎn)的公關(guān)領(lǐng)域,包括金屬鋰電池、鈉離子電池、全固態(tài)電池、鋰離子電池智能設(shè)計(jì)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)。
在材料體系方面,過(guò)去三年左右我們通過(guò)高通用的計(jì)算和模擬的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了三元材料的優(yōu)化,目前三元體系已經(jīng)逐步成熟,下一步要把相同的計(jì)算方法轉(zhuǎn)移到下一代電池材料體系的開(kāi)發(fā)中去。
第二大方面是在電池集成的創(chuàng)新,除了在電池單體和材料方面的改進(jìn)之外,電池系統(tǒng)集成的創(chuàng)新也會(huì)影響整車(chē)的性能、成本,包括續(xù)航。
在這個(gè)里面一個(gè)主要的觀點(diǎn)就是高度集成化設(shè)計(jì)。在2017年左右,寧德時(shí)代將C2P的技術(shù)應(yīng)用在磷酸鐵鋰的電池包上,在2019年將這一技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)用到三元的電池包上。這個(gè)技術(shù)可以將零部件的數(shù)量下降到40%,體積能量密度提高到50%。
下一代我們要把結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化和集成,從C2P到C2C,整個(gè)電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整車(chē)的底盤(pán)要高度集成,節(jié)省更多的中間環(huán)節(jié),同時(shí)這個(gè)設(shè)計(jì)要和整車(chē)的電機(jī)及其控制器、高壓系統(tǒng)、DCDC、車(chē)載充電機(jī)做成一體化設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高體積利用率,提高能量密度,這一代的車(chē)型已經(jīng)和客戶做研發(fā),它的續(xù)航可以達(dá)到800-1000公里。
針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)低溫性能差的問(wèn)題我們做了很多開(kāi)發(fā),和行業(yè)上其他解決低溫方案的路徑不一樣,我們從電池本體方面做改進(jìn),一個(gè)是通過(guò)正極、負(fù)極和電解液液的優(yōu)化,提高電池本體的低溫性能,另外通過(guò)巧妙的利用了電池本身的內(nèi)阻和電機(jī)控制器的集成優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了利用電池內(nèi)阻自加熱的功能,這個(gè)自加熱利用了電池本體和控制器的現(xiàn)有結(jié)構(gòu),沒(méi)有增加任何硬件成本,只是在控制系統(tǒng)上做了優(yōu)化。這個(gè)和電池外部加熱相比,它的加熱效率提高了4倍,可以達(dá)到每分鐘2度以上的加熱速率。
另外,加熱更加均勻,溫度梯度也從40度降低到10度,均勻性更加完美。這個(gè)已經(jīng)和主機(jī)廠在做車(chē)輛量產(chǎn)前的一些驗(yàn)證工作。
針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電慢的問(wèn)題,寧德時(shí)代做了兩方面探索。一方面和主機(jī)廠探索車(chē)電分離和換電模式;另外從電池本身上做一些突破。寧德時(shí)代在快充方面處于領(lǐng)先地位,我們以前做手機(jī)電池的時(shí)候,客戶有一個(gè)廣告語(yǔ)是“充電5分鐘,通話2小時(shí)”,這個(gè)電池就是ATL做的電池。我們現(xiàn)在將這個(gè)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化,在材料上進(jìn)行了改進(jìn),應(yīng)用到大電池、動(dòng)力電池上,目前可以做到充電一刻鐘,車(chē)輛續(xù)航提高400公里,實(shí)現(xiàn)了快速補(bǔ)電。
針對(duì)電池的衰減和二手車(chē)的殘值過(guò)低的問(wèn)題,我們開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)壽命電池,通過(guò)補(bǔ)給工藝將電池壽命提高到10000萬(wàn)次循環(huán)以上,可以將電動(dòng)汽車(chē)的電池超過(guò)了車(chē)的壽命,這樣梯次利用才真正變成了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案,而不是目前的梯次利用只是大家停留在理念。電池只有做到真正的長(zhǎng)壽命和高的可靠性,它的梯次利用才能變成現(xiàn)實(shí)。
現(xiàn)在我們將這個(gè)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到目前的儲(chǔ)能電站上,在福建晉江儲(chǔ)能電站上應(yīng)用了這個(gè)技術(shù),目前運(yùn)行的良好,我們希望這個(gè)電池從車(chē)輛報(bào)廢之后用到下輛車(chē),下輛車(chē)報(bào)廢以后還可以應(yīng)用到梯次利用的基站、電源上,這樣實(shí)現(xiàn)一魚(yú)多吃,實(shí)現(xiàn)了整車(chē)電池成本的下降。
針對(duì)新能源汽車(chē)的安全問(wèn)題,目前整個(gè)新能源汽車(chē)安全問(wèn)題原因是復(fù)雜的,有內(nèi)部因素,也有外部因素。從電池本身來(lái)看,從材料的熱穩(wěn)定性、單體電池的耐高壓、耐過(guò)充的技術(shù)上進(jìn)行突破,同時(shí)從系統(tǒng)集成方面重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防止熱擴(kuò)散,單體電池制造引發(fā)的內(nèi)短路,目前難以完全避免,我們可以通過(guò)技術(shù)的提升,降低事故概率。
如果發(fā)生了單體熱失控,通過(guò)系統(tǒng)的防護(hù)可以將熱擴(kuò)散的時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)。目前國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定了熱擴(kuò)散時(shí)間不得大于5分鐘,我們現(xiàn)在通過(guò)電池包的設(shè)計(jì),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電池系統(tǒng)不發(fā)生熱擴(kuò)散,即使單體內(nèi)發(fā)生了熱短路,發(fā)生了失效,整個(gè)電池包不會(huì)燃燒的,目前這個(gè)產(chǎn)品在技術(shù)上已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)了。
未來(lái)動(dòng)力電池還有哪些新技術(shù)和新突破,行業(yè)上有很多討論,寧德時(shí)代在21C實(shí)驗(yàn)室里面做了很多創(chuàng)新研究,因?yàn)闀r(shí)間有限,我給大家簡(jiǎn)單一帶而過(guò)。
這里面包括大家想得到的固態(tài)電池、無(wú)鈷電池,寧德時(shí)代在做持續(xù)的研究。在固態(tài)電池方面,固態(tài)電池循環(huán)壽命是目前固態(tài)電池最大的短板,我們已經(jīng)做到循環(huán)900次,衰退10%以?xún)?nèi)。
在無(wú)鈷電池方面,行業(yè)上研究比較多,寧德時(shí)代在很早之前做了充分的布局,只是對(duì)這個(gè)概念沒(méi)有做過(guò)多的宣傳,除了大家知道的固態(tài)電池和無(wú)鈷電池以外,我們?cè)俨季指乱淮慕小盁o(wú)稀有金屬電池”,不僅是無(wú)鈷,連鎳也可以替代掉,這樣整車(chē)的續(xù)航可以進(jìn)一步提高,整車(chē)成本可以大幅下降。
我們提幾點(diǎn)建議,從目前看動(dòng)力電池企業(yè)和整車(chē)企業(yè)都在做聯(lián)合的公關(guān),應(yīng)對(duì)2025年之前的市場(chǎng)化碰到的一些瓶頸問(wèn)題,從政策端或者政府端也可以做一些工作。
1.就是希望做一些長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,明確引導(dǎo)車(chē)企要走向全面電動(dòng)化的目標(biāo)。類(lèi)似于歐洲的《碳排放法規(guī)》,明確了2030年目標(biāo),國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有相關(guān)的規(guī)劃或者相關(guān)的約束的目標(biāo)出現(xiàn)。
2.剛才馬處長(zhǎng)講到的公共領(lǐng)域的電動(dòng)化。在2025年之前,私人乘用車(chē)在具備經(jīng)濟(jì)性上的競(jìng)爭(zhēng)力之前,我們還是要通過(guò)公共領(lǐng)域的拉動(dòng),去完善整個(gè)產(chǎn)業(yè)體系。
3.商業(yè)模式的創(chuàng)新。比如說(shuō)車(chē)電分離行業(yè)上已經(jīng)討論很多了,比如說(shuō)一魚(yú)多吃,我們開(kāi)發(fā)了200萬(wàn)公里,一萬(wàn)次循環(huán)的電池,能不能在車(chē)輛報(bào)廢之后應(yīng)用到下一輛車(chē)上,這些都需要商業(yè)模式的創(chuàng)新、管理體系的創(chuàng)新。
4.整個(gè)配套產(chǎn)業(yè)體系。新能源汽車(chē)現(xiàn)在在很多管理環(huán)節(jié)上還是和燃油車(chē)一樣的,但是它有很多自己的特點(diǎn),燃油車(chē)的一些安全檢驗(yàn)、維修保養(yǎng)、保險(xiǎn)制度、三包,對(duì)電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)不適用的,目前還沒(méi)有針對(duì)新能源汽車(chē)特點(diǎn)的管理政策,我們希望在政府端,要盡量去快速建立適用于新能源汽車(chē)全生命周期的管理制度,這樣新能源汽車(chē)才能走得更穩(wěn),更健康。