孚能科技王瑀：相比整車，電池更大的應用在能源物聯網
時間:2020-08-31 08:50來源:汽車商業評論 作者:涂彥平
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8月25日，孚能科技發布公告，稱公司已被指定為東風嵐圖H56項目的動力電池供應商，本次定點項目計劃投產時間為2022年。
東風嵐圖H56項目是東風集團高端純電動車模塊化平臺的重要項目，是東風集團純電動車全球主打平臺。該車型預計在未來7年內電池需求5GWh。孚能科技將按東風集團的要求在規定的時間內完成產品的配套開發、生產和交付。
作為未來10年內東風汽車最重要的戰略布局，嵐圖承擔著打造高端產品和創新運營機制兩項核心任務。
汽車商業評論獲悉，嵐圖對比了國內外多家電池供應商的方案，為了滿足某些特殊性能的需求，整個過程歷時很久，一直沒有找到完全滿足要求的電池方案。
而孚能科技參與這個項目的時間較晚，原本已經失去了先發優勢，最終孚能科技能夠成功拿下這個項目，當然離不開其強有力的產品滿足客戶的需求。
就在上個月，7月17日，孚能科技在上海證券交易所科創板上市，成為科創板新能源車用鋰離子動力電池第一股（股票代碼：688567），同時也是中國新能源車用軟包鋰離子動力電池第一股。
孚能科技公布的戰略投資者名單中包含奔馳母公司戴姆勒旗下的戴姆勒大中華區投資有限公司，后者參股3%的股份。
除戰略投資外，孚能科技與戴姆勒大中華還簽署了一項全面的商業合作協議，將在未來10年為梅賽德斯-奔馳在全球推出的電動汽車新產品陣容提供電池。
8月12日，孚能科技董事長、總經理王瑀博士出席第十二屆中國汽車藍皮書論壇，帶來《動力電池產業的挑戰與展望》主題演講。
20年前王瑀博士就曾提出，如果2020年動力電池成本能到100美元/kWh、電芯重量能量密度接近300Wh/Kg，新能源汽車能夠大規模普及。現在看來還沒有達到這個目標，但是已經不遠了。
以下是王瑀博士的演講內容。
尊敬的各位領導、各位來賓，女士們、先生們，朋友們早上好！今天非常榮幸有機會站在這里給大家匯報一下，關于動力電池產業目前的挑戰、未來發展的展望以及孚能科技未來的戰略和布局。
為什么我們要做電動汽車，其中有幾個原因。
第一個原因是溫室效應。
大家知道過去幾年氣候變化太大了，天氣變暖，自然災害頻發，為什么？最大的問題是二氧化碳的排放太多了，造成所謂的溫室效應。大量的二氧化碳排放來自于化石能源的使用，如電廠發電，傳統內燃汽車的驅動等。
第二個原因是環境的污染。
發電及汽車運輸使用化石能源如煤炭及石油并排放大量的有毒的硫化物及氮化物。60年代美國加州洛杉磯發生汽車尾氣光化學煙霧嚴重污染致死事件，至此，加州是第一個提出控制汽車尾氣排放并制定出世界上第一個汽車尾氣排放標準。
還有一個最重要的原因就是化石能源的來源問題。
石油是不可再生的，需要2億年才能形成，當然此說法還有爭論。我記得1990年沒出國之前，我們國家還是石油出口國，但現在我們變成了全世界最大的石油消耗國，石油進口比例超過了70%，也就是遠遠超過50%的警戒線，這是很危險的。
上面拋給我們思考的問題就是：
地球氣候如何可持續？環境如何可持續？能源又如何可持續？
巴黎會議提出了，全球平均氣溫水平升高控制范圍不能超過2℃，如果超過2℃后果將比較嚴重。超過200個國家簽訂了《巴黎協定》，中國也參加了，計劃2030年達到排放峰值，歐盟計劃2020年，美國承諾2025年比2005年減少28%的溫室氣體排放，那么怎么能做得到？
大家都知道，全球的共識是要節能減排，其中一個很重要的途徑是交通工具的電動化。現在我們交通工具基本上是用化石能源，使用效率低，同時產生大量二氧化碳及有毒氣體。電動化不僅能大大提高能源利用效率，同時擺脫依賴化石能源。我們知道第一代車用電的，后來因為電池的問題才轉為蒸汽機。90年代的時候，通用也曾經開發了EV1用于電動化。但由于電池技術瓶頸，電動車無法普及，今天，由于電池技術的進步，汽車電動化變為現實。
目前，世界各國已達成共識，電動化是汽車未來發展的必經之路，這不以人的意志為轉移。
下邊我講一些具體的事情，我們動力電池目前遇到的一些挑戰。我是搞技術的，1996年開始從事鋰離子電池技術及產品的開發，1998年開始從事動力鋰離子電池技術的研發，一路走來確實看到電池方面飛速的發展和變化。
動力電池是汽車動力很重要的組成部分，從一開始如何制定產品及測試標準、產品及工藝設計、開發適用于汽車的電池系統，到如何去解決續航里程瓶頸問題，即最早提出的300公里，到了現在談得更多的是如何提高電池的性能、降低電池的成本、提高電池的安全及電池產業的可持續發展。
挑戰一：電芯一致性
汽車電池是由幾百個單體電芯組成的，電池一致性的好壞決定電池包系統的使用性能、壽命及安全。動力電池產業其中一個很重要的挑戰就是如何生產高一致性電芯。我們現在可以生產1個G甚至100個G的電池，過去不可想象。動力電池產業是在3C電池的基礎上升級過來的。大部分3C電池的應用為單體電芯，對電池的一致性要求不高。現在動力電芯一致性方面，還不能完全的滿足汽車產業的要求，即做不到完全可控。
如何使我們的電池能夠符合汽車要求的電池的質量？
我們需要做更多的工作，包括從產品設計端，如何設計一個汽車級的電池？汽車電池如何能擁有15年的壽命，滿足上百萬公里的續航里程？這是需要大家思考的，也是我們作為電池行業的工程技術人員需要思考的問題。
另外，原材料控制。如何確保原材料質量達到標準，這也是我們的挑戰。
再就是生產過程的控制。這里從產品工藝、設備到生產環境的控制等，包括配料、涂布、對輥、分切、疊片、裝配、化成、測試、包裝等一系列工藝過程，在每個環節都要控制好達到汽車的要求。以上各方面要做到完全可控，目前還由難度，還有漫長的路要走。
挑戰二：電池系統管理
另一個挑戰是電池系統管理問題。電池管理系統（BMS）監控電壓、電流、溫度、絕緣、過充、過放、均衡、高低溫等等，我們覺得做了很多，但是實際過程中我們發現是遠遠不夠的。現在電池包在實際使用過程中出現了很多問題，很多問題都是與我們的認知不到位是有關系的。
由于認知不到為、監測管理系統設計不到位，不能實時監控，算法不能夠精確，整車工況了解不充分，不具備實時修正的功能，電池很多問題就出現了。
如何使電池包的邊界控制得好，我們需要開發具備AI功能的BMS系統，具備自學習能力以適應不同工況使用條件下電池的管理要求，這里需要我們同行們一起共努力再未來解決這個問題。
挑戰三：成本
下面我們來說說成本問題。記得2000年我提出了一個2020年動力電池重量能量密度達到300Wh/Kg、成本達到100美元/kWh這樣的目標。如果2020年動力電池能到100美元/kWh、300Wh/Kg，我們認為新能源汽車能夠普及，現在看來這個目標還沒有達到，但是已經離目標不遠。
成本的下降需要依靠不斷的創新。成本的降低主要取決于以下三個方面的創新：材料創新、生產工藝創新以及生產設備創新。
材料創新：以三元材料為例，如果能量密度提高一倍，金屬的含量基本一樣的話，意味著材料成本可能會降一倍。
工藝創新：簡化工藝、生產流程，如干法一步制電極代替目前制漿、涂膜及壓片三道工藝步驟。
設備創新：提高設備自動化及節拍速度。
鋰離子電池成本從1996年每瓦時14元，降到現在已經每瓦時幾毛錢了，這都歸功于上述三方面不斷的創新及規模效應。所以，我們覺得成本的降價是個趨勢，未來成本降多少我們不會預測，但是這個成本靠未來技術的不斷創新會達到我們未來整車要求。
挑戰四：安全性
下面我講講安全的問題，尤其是今年國家出臺了一系列的政策，它已經成了制約現在汽車發展的很重要的因素。很多人避免講這個事情，我今天在這里講一講。
大家看到市面上出現了很多熱失控的問題，充電熱失控、行駛熱失控、車靜止熱失控，包括碰撞的熱失控。
大家也知道溫度高了，電池會熱失控，短路了會熱失控，過充了會熱失控，過放了、充久了也會熱失控、電池的設計及制造瑕疵會導致電池的熱失控，但是我們發現在很多熱失控的情況下，已經跟電芯設計及制造關系不是特別大了，大部分的熱失控往往都是在因為使用不當超越了電池的安全邊界。
所以，對電池安全邊界的認知非常重要。我們認為無論是鉛酸電池、鎳性電池、還是鋰電池等等，在安全邊界之內的使用，它是安全的。現階段，設計及制造瑕疵帶來的熱失控是小概率事件，如果使用過程當中能夠保持這些電池在安全邊界之內，那么，動力電池的安全是可以得到可控的。
電池的安全是設計出來的，也是制造出來的，同時也是管理出來的。所以我認為我們對這個動力電池的整車使用工況的了解，對它的熟悉程度，也決定了我們對電池控制的好與壞。
整車工況使用非常復雜，在不同的城市使用、不同季節的使用、不同的人使用、不同的時間使用、不同的駕駛行為使用都會造成對電池的損害。
如何去了解這些工況和如何在實際的工況當中去修正電池的管理系統？這是目前我們需要和解決的問題。我想隨著我們對汽車使用邊界的認識、具備AI自學習功能BMS的誕生和主動安全技術的應用，包括云計算、大數據，我想未來我們電動車的安全是可以得到完全可控的。
挑戰五：動力電池產業的可持續發展
動力電池在整電動車方面的應用只是其中的一部分，它更大的作用將會在即將到來的第四次工業革命中（發揮出來）。能源物聯網是第四次工業革命當中最重要的一個組成部分。
從能源物聯網、智慧家庭、智能出行，智能交通、智慧城市、到智慧制造，這其中都缺少不了電池儲能這個角色。電網波峰波谷的調節，太陽能及風能的儲存及調頻等。通過對能源物聯網的智能管理，使電網的利用率可以提高50%，大大的減少了環境的污染以及二氧化碳的排放。
另外，電池推動了汽車的電動化，減少了對化石能源的依賴，減少了二氧化碳的排放和污染，但是在制造過程中卻不能因為生產電池帶來更多的二氧化碳和環境的污染。
這就要求我們在電池制造過程當中一定要綠色化，包括我們提出的目標就是我們不能再增加二氧化碳的排放，也就是二氧化碳中和的概念。
去年9月份我們和戴姆勒在法蘭克福車展上，官宣在2039年我們要達到二氧化碳中和這樣的目標。同時，我們也官宣在鈷和鋰資源開采和使用過程中繼續踐行社會責任。
另外，在生產過程中，不向環境排放任何額外的污染，包括粉塵，有機溶劑，廢液、廢料等，通過再生循環利用。
此外，我們也要做到從生產電池到整車廠到終端用戶，整個過程中電池可以循環使用再生。
下面我介紹一下孚能科技的基本情況。孚能科技是目前中國最大的軟包電池生產廠商，也是全球第三大軟包動力電池廠商。2017年到2019年連續三年中國軟包電池出貨量第一。目前我們中國有兩個生產廠，一個在贛州，一個在鎮江，有三個研發基地，中國、美國、德國。我們在動力電池方面已經有18年的動力電池的開發經驗。
孚能科技同時也是一站式的整體能源解決方案的提供商。從電池的整體方案的提供，包括我們的標準設計、標準模組及標準BMS、系統設計到客戶的定制，電芯的定制、模組的定制以及管理系統的定制。
我們是世界級的標準生產廠商，也通過了中西方整車OEM的驗證，同時也可以滿足全球JIT和JIS的供貨，服務全球的整車廠。
我們也秉持著可持續發展這樣的一個目標，做到生產本地化、接近客戶，減少環境污染及溫室效應，可持續供應鏈的開發與扶持等方面的社會責任和目標。
同時，我們也對生命周期后的電池管理，我們有一整套的解決方案，這里包括電池系統的回收、二次的再利用以及原材料的直接回收。
電池發展到今天，雖然說目前能夠達到500公里、600公里甚至700公里，但是遠遠不夠。昨天我和演講嘉賓在一起聊天的時候還說到電池太重，成本太高。那么要解決電池重的問題，體積大的問題，還得要解決能量密度問題。
從2011年我們投產185Wh/Kg能量密度的電池開始，2019年我們開始生產285Wh/Kg到320Wh/Kg能量密度的電池，未來我們儲備了400Wh/Kg電池的技術，來滿足整車廠這樣的需求。我們預測當電池達到400Wh/Kg的時候，整車廠就不會這么痛苦了（的前景就來了），汽車電池的標準化就會上到議程上來。
對于整個電池動力方面，我們有自己的思考。我們從液態電池開始到凝膠到半固態到固態，徹底解決我們電池的安全問題，做成了一個不可燃的電池，使我們整車廠和終端用戶對電池不會再有安全方面的憂慮。
未來的發展方向，大家作為消費者來說，最關注的第一個是續航里程，能量密度很重要，另外一點就想能不能快點充電，能不能15分鐘就能充完，然后跑個500公里到600公里解決問題。
這是我們投產最新一代的電池，已經達到了2.2C，充電循環壽命可以達到2000次以上，還能保證90%以上的保持率，質保超過50萬公里，來滿足整車廠下一代整車的需求。
對于電池的安全性能我們做到了歐洲的標準。最近中國出臺了一個熱失控測試標準，要求電池包在熱失控情況下5分鐘內不能起火，我們通過第三方權威機構做了我們設計的811三元電池包的熱失控實驗，第一次測試結果在電池熱失控的情況下36分鐘之后還沒有看到任何起火的跡象，目前滿足歐洲和中國兩個國家和地區的安全要求，但我們下一代開發目標是開發不熱失控的電池包技術。
說到孚能科技未來的發展布局，我們是一家國際公司，為了滿足客戶的要求，目前我們在贛州、鎮江繼續擴大產能，也在布局歐洲和美國，在2025年力爭要滿足所有客戶的全球產能需求的布局。
我們要從中國出發，布局全球，走向世界，在新能源第四次工業革命當中滿足整個新能源汽車以及整個能源物聯網對儲能電池、新能源汽車動力電池這樣的需求。
最后契合賈可博士今天會議的主題“冬芽”，我們孚能科技已做好準備——“敢于破冰，迎難而上，不斷積累，破土而生”。
(責任編輯：子蕊)
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