【电池中国 11月30日
上海讯】11月28-30日,由武汉逸飞激光股份有限公司总冠名的“第八届动力电池应用国际峰会(CBIS2023)”在上海举办。本届峰会由中国化学与物理电源行业协会、电池中国网主办,动力电池应用分会、东阳光、无锡先导智能装备股份有限公司等承办。本届峰会主题为“服务·合作·共赢一一拥抱‘新全球化’大时代”,来自国内外新能源汽车、动力电池、储能产业链超1000位代表共话全球化背景下产业发展。
光大激光冠名的“创新激发产业内生动力”专场论坛上,小鹏汽车电池系统高级总监仲亮发表了题为“面向新能源汽车的动力电池开发与创新”的主题演讲。
以下为演讲内容:
大家好,今天下午最后一个演讲,人还是挺齐,感谢大家坚持了一下午,我来自小鹏汽车,感谢组委会今天给我这个机会和大家分享一下我们对动力电池创新开发的一些情况。
刚才听了其他同行的演讲,大家在每一个细分领域都做了很多的创新工作,比如在设备、电池材料、电芯上,我们作为一个主机厂,直接把整车交给消费者,这样的一个角色和职责,就决定了我们对创新的理解和电池产业链细分市场可能有一些不一样的地方。
汽车厂几十万个零部件不可能一个一个自己开发,我们很多情况是从供应商那里把好的东西买过来,组装在一起。我们把这个东西买过来自己要有什么技术创新?我们创新是什么呢?我能买,别人也可以买,所有人都可以买好的电池、轮胎、玻璃。对于我们主机厂来说,我们要做哪些创新呢?我的理解是,主机厂要做关键技术、关键零部件的创新,以及集成整合技术。
创新最终的目的要带来两点:第一点带来技术差异化;第二点带来成本优势。
今天演讲内容有四个部分:介绍一下小鹏汽车和我们的技术平台,第二部分介绍小鹏汽车SEPA2.0(扶摇架构2.0)技术创新平台,第三部分享一下小鹏汽车下一代创新的方向,第四部分做一个总结。
小鹏汽车是专注未来出行的科技公司,技术上我们做了很多的探索,现在一共有6款在售的车型,G6车型今年4月份在上海车展上市,6月份开始交付;现在小鹏汽车有一款新车在广州车展上市——X9,是一款MPV,大家对MPV感兴趣的话可以去看一看,是一款性价比非常高的产品。
截止到今年Q3,小鹏汽车汽车交付超过33万辆,最近月销量已超过2万辆。
今年Q3我们对外有两个重要的合作:一个是与德国大众汽车的合作,德国大众汽车入股了小鹏汽车,现在有4.9%的股份,接下来会用小鹏G9平台为大众开发两款面向中国市场的电动汽车。另外我们与滴滴出行签了战略合作,把它自研车型的平台并入到小鹏平台,后面双方在To B市场端会有合作。
小鹏汽车的技术平台叫扶摇架构2.0,它是整车架构的平台,包括域、自动驾驶、高压系统、电池等等,我们自研的系统车载的智能系统是我们AI的一套系统,前后一体式铝压铸车身,小鹏不是第一个做一体化压铸的车企,但是小鹏是第一个前后都做了一体化压铸处理的车企。
800V高压的系统:小鹏汽车应该是国内做得比较多800V的系统,现在电池往快充方面走的越来越多,趋势也是往3C、4C、6C在走,基本上都要配合800V才可以做,800V早期的时候大家讨论它的成本,现在如果电池要做4C或者6C,800V已经是一个必要条件。
CIB车身一体化技术:我们把电池包上壳体和整车的底板集成到一起,这个技术在小鹏G6车型上已经应用了。
800V的碳化硅平台:在电驱里面非常核心的一个是电控单元,电控单元里面800V现在用的碳化硅比较多,它决定了成本和效率,这个平台也是我们团队自研的。配合着快充、超充和热管理系统(整车的热管理和电池包的热管理)。
小鹏现在新推出的量产车型都是基于扶摇架构的2.0生产的。
下面稍微详细说一下SEPA2.0在电池方面的创新,目前该架构主要聚焦低成本、长续航、快充这些目标。
首先我们考虑的是平台化,我们希望用最少规格的电芯覆盖最多的车型,这对企业来说是有极大意义的。我们之前碰到过一些情况,一个车型一个配置,一个车型一款电芯,有的时候A车卖得好,A车的电池不够,但是B车的电池却很富裕,导致库存较大。
平台化是一个非常好的解决上述问题的方式,它不但解决了主机厂的产能问题,也解决了供应商的产能问题,更能给用户带来更具性价比的产品,这是一个三方共赢的模式。
首先我们做了一个平台化的电芯体系,未来小鹏汽车的电芯大部分都使用标准化的电芯。
第二个是电池体系的选择。2022年磷酸铁锂市场占比在60-70%,今年可能会升至70-80%,越来越多的主机厂和电池企业将项目往铁锂切换。过去几年,国外主机厂一直非常坚定走高镍三元,但现在海外的主机厂和电池企业也开始布局铁锂的技术和项目。作为国内的主机厂,小鹏现在已经推了下一代的平台,会大规模会切换到铁锂。
下一代平台采用磷酸铁锂,将实现三个维度提升:第一续航要保证700公里,用磷酸铁锂实现700km续航基本上满足了大部分的车型;第二充电至少是3C以上,3C或者4C;第三,成本,磷酸铁锂天然的成本比三元有优势,不单单是电芯的材料成本,总包的成本也会有一定的优势,这是我们这一代关注的三个点。
刚才已经讲了逻辑,电芯层面为了把这个事情做好,从材料、极片、电芯、电池包我们都做了一些研发和创新,特别是铁锂做3C,明年我们会有新的技术用上,比如说梯度电极以及新材料方面的一些创新。
我们主机厂做的是电池包的设计,也有自己小的电芯研发团队和实验室,做一些材料极片电芯方面的验证,但大部分工作是和电芯供应商一起做的。
快充、超充的安全,小鹏在电气结构方面也做了很多工作。比如系统设计的一些创新,比如说三重保护系统,无线束化,线束某种程度是必须需要的,但是它增加了重量、成本和占用空间,我们把很多电子零部件、安全保护件、采样电路做相应的集成,尽量减少线束的使用,包括增加焊接比例,降低成本。
电池安全我们主要有三个方面:第一是电芯的本征安全,取决于材料和生产制成的工艺管控,首先材料、电芯本征及生产是安全的,质量是稳定的。如果一旦出现了失效就到了下一个阶段被动安全,一旦有一颗电芯发生了热失控我们能不能做到总包的NP,在被动安全上小鹏也做了很多工作。第三个层面就是主动安全,更多是预警,提前几天、几个月或者提前半个月判断出电池包模组有风险,提前识别风险。
这些方面我们都做了很多工作,对我个人而言我觉得很多工作要在本征安全上做。被动安全是我们要满足和创新的要求,我们企业的标准Pack总包可以做到24-48个小时NP。
主动安全方面,我觉得我们在行业里面做得还是不错的,小鹏有大数据平台,基于大数据平台的故障分析,可以大幅降低售后成本。这一块今天跟三年前相比,今天做得已经非常好,但我个人觉得这一块还有更大的潜力可以挖掘。
下一代技术往哪一个方向走?我们也在思考,目前也没有一个准确的结论。小鹏主要是配合着自己的技术进程,特别注重用户的需求和用户的反映。真正的终端用户需要什么是主机厂要考虑的。如果用户不需要6C,主机厂硬给他是没有意义的,用户真正需求是什么,用户的想法也是随着智能化和电动化的到来,包括充电设施的普,想法在不断变化的,我们主机厂也是根据消费者不断变化的想法持续进行探索。
现阶段,行业里面都在加码充电效率,充电速度现在走得越来越快,预计明年就会有很多车型要配套4C技术。6C充电到底上不上,还是一个问号。
在低温性能方面,电动车现阶段普遍做的不好的是电池低温性能,虽然业界有一些项目也做了一些优化,但还有很多空间待挖掘,当前电动汽车接受度和渗透率还是南方偏多,北方尤其是东北电动车的普及率还比较低,如果主机厂把低温性能解决了,可以开拓更大的市场。低温的充电速度、低温的放电速度、低温续航的都是主机厂和消费者比较关注的。
在成本方面,我们在下一代平台上还是希望用尽量少的电芯覆盖尽量多的车型,保证不增加成本的前提下去迭代技术。
创新两个核心要素,对于主机厂来说第一你要有技术差异化,第二要有成本优势,否则主机厂做了很好的东西,比如6C充电,但给用户增加了2000块钱的成本,那用户可能就不一定需要这个东西了。所以,对于主机厂来说,最好的是提高效能,不增加成本或者降低成本,这种创新才是有意义的。
下一代电池路线是什么?我们也看到了行业里面大圆柱基本上提的越来越多,我们交流过的电池厂很多都在开发自己的大圆柱项目。大圆柱有一个机会在于,可能从企业的标准变成行业的标准,直径定了是46mm,高度再说。之前我们做平台化,背后是因为一个企业很难跟其它的企业在电芯规格达成一致,顶多是两三家企业相对达成一致。但46系列大圆柱的好处是不需要车企去推,行业里面大家用大圆柱基本上都是46mm的,这可能是未来的机会,至于说大圆柱到底好不好这是另外一个话题。
关于三元电池路线,铁锂的占比非常高,是不是就说三元没有价值了?也不是,三元毕竟有它的优势,能量密度高,还有继续往上走的空间,长期来看我们也会考虑三元,考虑三元的时候提到很重要的一点是如果切换成本不增加,在铁锂现在的成本下我们考虑长期使用三元,所以,可能大家要考虑怎么把三元的成本做下来。当然,三元成本做下来有不同的方式,包括三元的梯次利用和回收。
化学体系迭代方面,小鹏从能量密度比较低的钠电池,到磷酸锰铁锂,再到三元等我们都有关注。但在材料的选择上,小鹏不会选择特别激进的材料,我们希望现阶段选择可以为用户带来最大价值的材料。一个材料特别好,但是它特别贵,那它可能不是今天的材料,可能是明天的材料。总之,我们需要给客户带来的价值,第一是低成本,第二是快充或者超充、安全、低温等,这是主机厂比较关注的点。
磷酸锰铁锂越来越成熟,我们也在做一些验证和测试,在我们看来,现阶段磷酸锰铁锂要解决两个方向的问题:第一希望成本降一些,第二是它的快充性能可能跟我们的要求还有一定的差距,这也是我们在探索的方向。
高压镍锰酸锂,这个需要解决高压电解液的问题,如果有一些创新后面可能是一个不错的材料。
钠离子电池,我昨天看碳酸锂价格已经11万元/吨了,从成本的角度来讲钠离子电池还有没有优势还需要探讨,但是从技术路线来看,我们对钠离子电池路线是一个跟随的状态。
我们有的时候跟行业的朋友们交流,大家会说A00级车用钠电池,A级车、B级车用磷酸铁锂,C级车用三元等等,把整个的材料路线都画出来覆盖ABCD级车。从电池厂商正向开发的角度是可以理解的,但是从主机厂的角度,我们还是希望一种材料、一款电芯覆盖所有的车型,这对于用户来说是最大的帮助。我们要拓展,比如说我们去拓展磷酸铁锂的性能,往下探和往上探,让它覆盖更大的范围,这个是我们要考虑的方向。
今天分享了我们最近的一些思考,我们现在的扶摇架构2.0主要是通过平台化兼顾低成本、快充和长续航,下一代我们可能还是在这方向上进一步优化性能。我们作为主机厂不能在每一个技术上都做创新,很多的创新是要跟供应商一起,希望跟合作伙伴合作共赢,大家多多交流,谢谢!
以上为演讲速记,内容未经演讲者审阅。
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