文 | 来源·汽车之家 本站作者

8月12日,孚能科技董事长、总经理王瑀博士出席第十二届中国汽车蓝皮书论坛第二天议程,带来《动力电池产业的挑战与展望》主题演讲。

就在上个月,7月17日上午,孚能科技在上海证券交易所科创板上市,成为科创板新能源车用锂离子动力电池第一股(股票代码:688567),同时也是中国新能源车用软包锂离子动力电池第一股。

孚能科技公布的战略投资者名单中包含奔驰母公司戴姆勒旗下的戴姆勒大中华区投资有限公司,后者投资金额为9.045亿元。此前,7月3日,戴姆勒已经官宣入股孚能科技,持有其约3%的股份。

除战略投资外,孚能科技与戴姆勒大中华还签署了一项全面的商业合作协议,将在未来10年为梅赛德斯-奔驰在全球推出的电动汽车新产品阵容提供电池。

王瑀在演讲中表示:“如果2020年动力电池能到100美元/kWh、300Wh/Kg,我们认为新能源汽车能够普及,现在看来这个目标还没有达到,但是已经离目标不远。”

以下是王瑀博士的演讲内容

尊敬的各位领导、各位来宾,女士们、先生们,朋友们早上好!今天非常荣幸有机会站在这里给大家汇报一下,关于动力电池的挑战、未来动力电池的展望以及孚能科技未来的战略和布局。

为什么我们要做电动汽车,其中有几个原因。

大家知道过去几年气候变化太大了,自然灾害频发,为什么?最大的问题是二氧化碳的排放太多了,造成了温室效应,使气候发生了变化。大家如果有机会到北欧可以去看看,你们会看到冰川跟三年前比已经移到400米外去了。我们说病毒是不是在冰川封存几百年之后,现在由于冰川融化释放出来了,是有这种可能性的。

另外一种可能性就是环境的污染。大家也知道为什么对加快零排放有严格的要求,是因为在60年代发生了汽车尾气严重污染致死问题,还有一个最重要的原因就是化石能源的问题,我记得我1990年前没出国之前,我们国家还是石油出口国,但现在我们变成了全世界最大的石油消耗国。现在需求的比例超过了70%,远远超过50%的警戒线,这是很危险的。

石油的诞生已经经过2亿年,它是不可再生的。所以抛给我们思考的问题就是:我们如何可持续发展?我们的环境如何可持续发展?我们的能源如何可持续发展?

巴黎会议提出了,全球平均气温水平升高控制范围不能超过2℃,如果超过2℃很麻烦。超过200个国家签订了《巴黎协定》,中国也参加了,计划2030年达到排放峰值,欧盟计划2020年,美国承诺2025年比2005年减少28%的温室气体排放,怎么能做得到?

大家都知道,全球的共识是要节能减排,其中一个很重要的原因就是彻底改变我们交通工具的能源渠道。现在我们交通工具基本上是用化石能源,最好的办法是电。我们知道第一代汽车用电,后来因为电池的问题才转为蒸汽机。90年代的时候,通用也曾经开发了EV1用于电动化。

另外一方面,我们要使用绿色能源,再生能源包括风能、电能等来减少二氧化碳的排放和污染。另外一个是通过智慧城市来降低二氧化碳的排放。所以电动化是汽车发展的必经之路,这不以人的意志为转移。正如石器时代的结束并不是因为我们有石头,汽车电动化也并不是因为我们没有化石能源。

下边我讲一些具体的事情,我们动力电池遇到的挑战。我是搞技术的,1996年做锂电池,1998年开始动力电池的研发,一路走来确实看到电池方面飞速的发展和变化。

动力电池作为汽车动力很重要的组成部分,从一开始如何开发适用于汽车的电池系统到现在的产业化,如何去解决我们的续航里程瓶颈问题,即最早提出的300公里,到了现在我们解决了续航里程问题。现在大家不谈续航里程了,谈的更多的是电池的性能、电池的成本、电池的安全、电池产业的可持续发展。

其中一个很重要的挑战就是电芯一致性,我们现在可以生产1个G甚至100个G的电池,过去不可想象。用在汽车上的动力系统需要很多的电池组装一起,串联在一起。电芯的一致性非常重要,现在电动车的发展,瓶颈是在电池,电池也是电动车最不成熟的一个零部件产业。电池从3C转化成做动力电池,我们存在很大的转换的变革。

如何使我们的电池能够符合汽车要求的电池的质量?这个是非常重要的。现在的一致性各方面,我们目前还不能完全的满足汽车的要求,即做到完全可控。我们需要做更多的工作,包括从产品设计端,如何设计一个汽车级的电池?汽车电池如何能满足15年的寿命,上百万公里的续航里程?这是需要大家思考的,也是我们作为电池行业的工程技术人员需要思考的问题。

另外,原材料控制。如何使原材料质量达到标准,这也是我们的挑战。这里从产品和工业的设计、环境的控制等,从配料、检片、测试、包装等一系列,在每个环节都控制好的情况下才能达到汽车的要求,这方面还有漫长的路要走。

另一方面是电池系统管理问题。它监控电压、电流、温度、绝缘、过充、过放、均衡、高低温等等,我们觉得做了很多,但是实际过程中我们发现是远远不够的。现在电池包在实际功耗使用过程中出现了很多很多的问题,很多问题都是与我们的认知不到是有关系的。

由于认知不到,监测管理系统设计不到位等,如果不能实时监控,算法不能够精确,整车工况了解不充分,不具备实时修正的功能,电池很多问题就出现了。在这方面我们还要去做更多的工作,如何使电池包控制好,需要做更多的工作,也需要同行们一起跟电池厂商和整个行业共同解决这个问题。

下面我们来说说成本问题。我记得2000年我提出了一个300Wh/Kg、100美元/kWh这样的目标。如果2020年动力电池能到100美元/kWh、300Wh/Kg,我们认为新能源汽车能够普及,现在看来这个目标还没有达到,但是已经离目标不远。

我记得2015年我们在做电池的时候,当时市场价不含税是2.5元/Wh,现在已经降到了差不多0.8元/Wh,成本的下降需要依靠不断的技术革新。

怎么技术革新?

举个例子来说,我们材料含量现在用的是包括镍、钴、锰,其中最贵的是镍、锰、钴。如果我们能开发出一个新的材料,能量密度是523体系的一倍,金属的含量是一样的,意味着我们的成本降了一倍。1996年从14元/Wh,现在已经几毛钱/Wh了。所以说我们觉得成本的降价是个趋势,未来成本降多少我们不会预测,但是这个成本靠技术革新和技术创新会达到我们未来整车要求。

还有一个降成本途径是制造。通过技术的创新、材料包括设备,我们能够达到这样的成本目标。所以我们希望未来通过跟各个高校、研究院所以及设备厂合作,我们还有很长的路要走。

下面我讲讲安全的问题,尤其是今年国家出台了一系列的政策,它已经成了制约现在汽车发展的很重要的因素。很多人避免讲这个事情,我今天在这里讲一讲。

大家看到市面上出现了很多热失控的问题,充电热失控、行驶热失控、车静止热失控,包括碰撞的热失控。电池的热失控,大家也知道温度高了,它会热失控,短路了会热失控,过充了会热失控,过放了、久了也会热失控。但是我们发现在很多热失控的情况下,实际上,已经跟电芯关系不是特别大了,往往都是在使用过程当中已经超越了电池的安全边界。

所以说对安全边界的认知非常重要,我们认为无论是铅酸电池、镍性电池、还是锂电池等等,在安全边界之内的使用,它是安全的。如何在使用过程当中能够保持这些电池在安全边界之内,这个是我们必须要把握的一件事。电池的安全是设计出来的,同时也是制造出来的,管理出来的。所以我认为我们对这个电池的使用工况的了解,对熟悉程度,目前也决定了我们对电池的整个的控制好与坏。

在整车工况使用情况下,不同的城市使用、不同的人使用、不同的地域使用、不同的行为使用都会造成对电池的损害。如何去了解这些工况和如何在实际的工况当中去修正电池的管理系统?这是目前我们需要和解决的问题。我想随着我们对汽车使用边界的认识和主动安全技术的提高,包括云计算、大数据,我想未来我们电动车的安全是可控的。

下面我讲一下电池。电池在整车汽车方面的应用只是其中很小的一部分,电池更大的作用将会在即将到来的第四次工业革命中起到非常重要的作用。大家可以从这里看到,我们叫做能源物联网,这是其中第四次工业革命当中最重要的其中的一个组成部分。

我们从能源的生产到能源的使用,然后到智慧的出行到智慧城市到智慧交通到智慧制造,在这其中都缺少不了电池的角色。我们的电网通过对智能出行的调解,使电网的利用率可以降低50%,大大的减少了环境的污染以及二氧化碳的排放。

通过智能电网的智能管理,通过云数据、大数据,又使我们的电力有效的利用,把电输到最需要的地方去。由于我们使用了社区储能、家庭储能、汽车储能以及智能楼宇、智能家庭的太阳能发电,以及我们的电动车又能有效的对我们的电网进行补充,提高了整个全球、全社会的能源利用率。所以说对动力电池来讲,未来的发展空间巨大。

另外一点,电池推动了汽车的电动化,减少了对化石能源的依赖,减少了二氧化碳的排放和污染。但是我们电池是从原材料一直到电车系统是靠生产出来的,我们的生产,我们的电池带来了整个环境的保护和环境污染的减少,二氧化碳的减少,但是我们的制造过程不能因为我们生产电池带来更多的二氧化碳和环境的污染。这就要求我们在电池制造过程当中一定要绿色化,包括我们提出的目标就是我们不能再增加二氧化碳的排放,我们提出要求二氧化碳中和。

去年9月份我们也和戴姆勒在法兰克福车展上,作为第一家锂电池企业和整整车厂官宣在2039年我们要达到整个电池和整车生产的二氧化碳中和这样的目标。同时,我们也官宣在钴和锂资源开采和使用过程中继续落实社会责任感,我们要严格减少二氧化碳的排放。

另外在资源及材料回收方面,要保证资源的回收,不向环境排放任何额外的污染,包括粉尘,包括有机溶剂,包括废液、废料等通过再生循环利用。在终端用户方面,我们也做到从生产电池到整车厂到终端用户,然后循环使用再生,然后回到电池当中去。

下面我利用有限的时间介绍一下孚能科技的基本情况。孚能科技是目前中国最大的软包电池生产厂商,也是全球第三大软包动力电池厂商。2017年到2019年连续三年中国软包电池出货量第一,目前我们中国有两个生产厂,一个在赣州,一个在镇江,三个研发基地,中国、美国、德国。目前我们在动力电池方面已经有18年的动力电池的开发经验。

孚能科技同时也是一站式的整体能源解决方案的提供商。从电池的整体方案的提供,包括我们的标准设计、标准模组及标准BMS、系统设计到客户的定制,电芯的定制、模组的定制以及管理系统的定制,同时我们又是世界级的标准生产厂商,也通过了中西方整车OEM的验证,同时也可以满足全球JIT和JIS的供货,服务全球的整车厂。

同时我们也秉持着可持续发展这样的一个目标,做到生产本地化、接近客户,减少环境污染及温室效应,可持续供应链的开发与扶持等方面的社会责任和目标。同时,我们也对生命周期后的电池管理,我们有一整套的解决方案,这里包括电池系统的回收、二次的再利用以及原材料的直接回收。

电池发展到今天,虽然说目前能够达到500公里、600公里甚至700公里,但是远远不够。昨天我和演讲嘉宾在一起聊天的时候还说到电池太重,成本太高。那么要解决电池重的问题,体积大的问题,还得要解决能量密度问题。

从2011年我们投产185Wh/Kg能量密度的电池开始,2019年我们开始生产285Wh/Kg到320Wh/Kg能量密度的电池,未来我们储备了400Wh/Kg电池的技术,来满足整车厂这样的需求。我们预测当电池达到400Wh/Kg的时候,整车厂就不会这么痛苦了,汽车电池的标准化就会上到议程上来。

对于整个电池动力方面,我们有自己的思考。

我们从液态电池开始到凝胶到半固态到固态,彻底解决我们电池的安全问题,做成了一个不可燃的电池,使我们整车厂和终端用户对电池不会再有安全方面的忧虑。

另外的问题是所谓的安全和未来的快充。这里举一个例子,这是我们最新一代量产的285Wh/Kg的电池,未来发展方向大家作为消费者来说,最关注的第一个是续航里程,能量密度很重要。另外一点就想能不能快点充电,能不能15分钟就能充完,然后跑个500公里到600公里解决问题。这是最新一代我们投产的电池已经达到了2.2C充电循环寿命可以达到2000次以上,还能有保证90%以上的保持率,质保超过50万公里,来满足整车厂下一代整车的需求。

对于电池的安全性能我们做到了欧洲的标准。最近中国出台了一个热失控测试标准,要求电池包在热失控情况下5分钟内不能起火,我们通过第三方权威机构做了热失控实验,第一次测试结果在加热启动热失控的情况下36分钟之后还没有看到任何起火的现象,满足欧洲和中国两个国家和地区的安全要求。

说到孚能科技未来的发展布局,我们是一家国际公司。目前我们整个的产能扩展,为了满足客户的要求,目前我们在赣州、镇江继续扩大产能,尤其在欧洲和美国。在2025年力争要满足所有客户的产能方面的布局。从中国出发布局全球走向世界,在新能源第四次工业革命当中满足整个新能源汽车以及整个能源物联网对储能电池、新能源汽车动力电池这样的需求。

最后契合贾可博士今天会议的主题“冬芽”,“敢于破冰,迎难而上,不断积累,破土而生”。

谢谢大家!

敬请关注盖世汽车“【盖世直播】2020中国汽车蓝皮书论坛”专题。

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