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孚能科技CEO王瑀:电动车自燃等热失控问题,主要因为电池安全边界认知不清晰

作者:中国储能网新闻中心 来源:36氪 发布时间:2020-09-01 浏览:
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今年7月17日,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。此前的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。

除了战略投资外,孚能科技与戴姆勒大中华区投资有限公司还签署了一项全面商业合作协议,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。

在最近的第十二届中国汽车蓝皮书论坛上,孚能科技董事长、总经理王瑀分享了他们的业务进展和他对动力电池行业的看法。他提到,如果今年动力电池能到100美元/kWh、300Wh/Kg,那新能源汽车就能够普及。

以下是王瑀的分享内容,由36氪记录整理:

我们为什么要做电动汽车?有几个原因。

第一,气候变暖,自然灾害频发,重要原因之一是二氧化碳排放太多;第二,环境污染。为什么我们对加快零排放有严格要求,因为上世纪60年代发生了汽车尾气严重污染致死的问题;第三,能源安全。1990年以前,中国还是石油出口国,但现在变成全世界最大的石油消耗国,需求比例超过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,不可再生。这抛给我们的问题就是:我们如何可持续发展?环境如何可持续发展?能源如何可持续发展?

巴黎会议提出,全球平均气温水平升高控制范围不能超过2℃。有超过200个国家签订了《巴黎协定》,中国也参加了。美国也承诺2025年比2005年减少28%的温室气体排放。怎么能做得到?

现在我们交通工具基本上是用化石能源,最好的节能减排办法是用电。第一代汽车用电,后来因为电池的问题才转为蒸汽机。上世纪90年代,通用汽车也曾经开发了EV1用于电动化。

电动化是汽车发展的必经之路,这不以人的意志为转移。

下边我讲一下动力电池遇到的挑战。我是搞技术的,从1996年开始做锂电池,1998年开始研发动力电池,一路走来确实看到电池方面飞速的发展和变化。

我们从探讨如何开发适用于汽车的电池系统,到现在的产业化;从如何解决续航里程瓶颈问题,即最早提出的300公里,到现在我们解决了续航里程问题,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。

这些问题中,很重要的挑战是“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在一起、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质量?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。如何使原材料质量达到标准,也是我们的挑战。

另一方面,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,但实际过程中,我们发现做的远远不够。现在电池包在实际功耗使用过程中出现了很多问题,都是与我们的认知不到是有关系的。

2000年,我提出了一个目标:如果2020年动力电池能到100美元/kWh、300Wh/Kg,新能源汽车就能够普及。现在看来,这个目标还没有达到,但已经不远。

2015年,我们做电池的时候,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,我们材料含量现在用的是镍、钴、锰。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。还有一个降成本途径是制造。我们希望未来通过跟各个高校、研究院所、设备厂合作。

下面我讲讲安全的问题。

大家看到市面上出现了很多热失控问题,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,过放了也会热失控。但我们发现,很多热失控情况,跟电芯关系不是特别大,往往都是在使用过程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。

无论是铅酸电池、镍性电池、还是锂电池,在安全边界之内使用,是安全的。如何保持这些电池在安全边界之内,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。所以我们对电池使用工况的了解熟悉程度,也决定了我们对电池控制的好与坏。

在整车工况使用情况下,不同城市、不同的人、不同地域、不同行为,都会造成对电池的损害。了解这些工况、在实际工况中修正电池的管理系统,是目前我们需要解决的问题。

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,电池更大的作用在于能源物联网。智慧出行、智慧城市、智慧交通、智慧制造,都缺少不了电池的角色。

去年9月,我们和戴姆勒在法兰克福车展上,作为第一家锂电池企业,和整车厂宣布在2039年要达到电池和整车生产的“二氧化碳中和”目标。同时,我们也官宣在钴和锂资源开采和使用过程中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,包括粉尘和有机溶剂等,废液和废料等要通过再生循环利用。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,循环使用再生,回到电池当中去。

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,我们连续三年是中国软包电池出货量第一,在中国有两个生产厂,一个在赣州,一个在镇江。我们在全球有三个研发基地,中国、美国、德国。目前我们已经有18年的动力电池开发经验。

孚能科技也是一站式的整体能源解决方案的提供商,可以提供电池整体方案,包括标准设计、标准模组、标准BMS、系统设计、客户定制、电芯定制、模组定制、管理系统定制。同时,我们也是世界级的标准生产厂商,通过了中西方整车OEM验证,可以满足全球JIT和JIS的供货,服务全球整车厂。

我们也对生命周期后的电池管理有一整套解决方案,包括电池系统的回收、二次再利用、原材料的直接回收。

2011年,我们投产了185Wh/Kg能量密度的电池,到2019年,开始生产285Wh/Kg-320Wh/Kg能量密度的电池,未来我们储备了400Wh/Kg电池的技术,以满足整车厂的需求。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。

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。

针对电池的安全性能,我们做到了欧洲的标准。最近中国出台了热失控测试标准,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,第一次测试中,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。

关键字:动力电池

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