王子冬：对动力电池的认识要扭转观念

　　【中国客车信息网 厦门报道】

　　在1月12日于厦门召开的2015中国客车学术年会上，中国北方车辆研究所国家863动力电池测试中心主任王子冬以“电动车发展之关键总成——动力电池成组技术”为题指出，新能源汽车产品技术，特别是电动车车身轻量化、电动机节能和动力电池集成技术，已成为我国电动汽车战略性新兴产业发展的瓶颈技术，需要对其他地区示范过程中的深层次问题，进行深入细致的研究与分析，做好顶层设计，系统思考，重点突破、稳步推进。胜出者往往不是因为能力，而是观念!

　　应采用1:1:1的供应商选择机制

　　王子冬指出，汽车发展趋势是电动化、智能化、轻量化和个性化，今后的汽车将是全新的“节能、环保、智能电动车”。而评价原则是安全性、环保性、经济性和方便性。

　　他举例说，动力电池要想在短期内使安全、可靠的商品化的电池组能量密度达到160Wh/kg是不太可能的!因为目前我们连能量密度达到100Wh/kg的电池组还都不能商品化。我们衡量电池组性能的尺子不是国家标准，而是评价标准。他建议国内的整车生产企业应该有战略布局，采用1:1:1的供应商选择机制，不能让某一个电池生产企业独大，否则就会丧失议价权。中国有许多动力电池生产企业，情况与国外不同，正是因为有这些动力电池生产企业，所以中国的整车生产企业才能享受到优质低价的国外动力电池产品，国内动力电池生产企业功不可没!

　　不过，王子冬也表示，中国动力电池生产和开发企业也要尽快提高自己的水平。向国际先进水平企业学习，提高自身价值;深入研究用户需求，提高产品价值;研究如何打造个性化服务，不能总打低价战略。在开发产品时，要拓宽视野，多角度寻找解决问题的办法。电池组需要解决：满足电动车的工作特性的功率需求、满足环境适应性需求、满足使用的安全性需求、满足可靠性要求、满足固定的强度要求、满足电连接的可靠性要求、满足电池组内部热管理要求、满足电池组长寿命使用要求、满足电池组快速充电要求、满足电池组维护方便的要求、有可能要满足电池组快换要求、满足低成本要求、满足提供电池组状态参数的要求、满足梯次利用的要求、满足回收方便性要求。

　　2016电池供大于求是大概率事件

　　王子冬介绍，动力电池的反应周期是4—6个月。2015年动力电池供不应求，很大部分原因在于新能源整车发展过快，使得动力电池整个产业链没有反应过来。“一哄而上”的投资扩产模式，不利于可持续发展。对于“站在风口”的动力电池行业来说，电动汽车自燃事故频发，必须更加重视动力电池的安全性，市场布局固然很重要，但更重要的是质量安全问题。

　　他预计短时间内，动力电池市场的疯狂状态还将持续，2016年动力电池的供需将会达到一个短暂的平衡点，供大于求的出现是大概率事件。一方面，由于投资加大动力电池生产厂商会继续释放产量;而另一方面，新能源汽车经过一年左右的市场爆发式增长，会进入一个冷静期。同时，在急速增长的市场中将充分暴露新能源汽车存在的问题，在市场竞争下的优胜劣汰现象一定会出现，一些品牌将遭淘汰。这也将使动力电池领域有所“降温”。

　　对于国内动力电池行业而言，除了需要预防产能过剩外，还有技术、安全等方面的一些瓶颈技术需要突破。假如不能取得技术上的创新和突破，中国动力电池业发展的就仅仅是巨量产能、过剩产能，而非优势产能!

　　新能源汽车频繁起火的背后

　　王子冬表示，动力电池的安全对于电动汽车产业的发展至关重要。近年来，随着各种节能与新能源汽车试点和实际运营数量的增多，安全事故时有发生，事故的分布从纵向看，在加工、制造、化成搁置、运输、测试、使用、充电维护、回收各个环节上，都出现过问题。从横向看，国内外在手机、电脑、电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动公交车、混合动力车等领域应用过程中，也都出现过问题。目前动力电池出现问题多数是在充电时发生，低温充电增加了出现问题的概率。如何提高动力电池的可靠性与安全性成为当前业界关注的焦点。

　　他认为，2015年新能源汽车频繁起火的背后，一是因为整车企业与电池生产企业没有形成战略合作关系，相互的忠诚度不够，整车企业压电池生产企业的资金现象严重，电池生产企业不会全心全意替整车企业考虑，也不会为整车企业开发合适的产品，也不会用好材料，埋下了安全隐患!二是服务不到位(因为电池生产企业没有利润)，数据积累有，但是不去分析，没有能够提前发现事故苗头。三是新能源汽车起火主要集中在电和热方面，在研发过程中，pack、电机、电控、整车等各个领域的企业普遍缺乏深厚的技术积累，一些能力差的企业产品开发流程不完善，以满足基本功能为主，对新能源汽车和零部件的特性没有足够深入的研究，特别是在安全功能设计过程中如果没有得到有效的保证，导致了电池组出现热失控。四是高压系统中的链接结构不合理、不可靠也导致了这些事故的发生。五是对车辆的运行的日常使用、保养维护和安全监控工作不到位。这些共同造成了产销量和起火事故数量均呈现高速增长的态势。

　　一些误区需要纠正

　　王子冬还特别对当前行业存在的一些误区进行了纠正。例如，电池安全性与能量密度成反比，磷酸铁锂电池的寿命、高温特性、安全性比三元材料电池好，但低温性能不如三元材料电池好。纯电动车能够走多远与携带的总能量有关，与电池能量密度关系有限。

　　对于长寿命使用即所谓的电池一致性、可靠性问题，实际上电池生产企业制造环节只占10%，成组使用中占60%，充电方法占30%。对于电池系统一致性问题，目前存在的比较明显的误区是认为电池生产企业应该把电池的一致性做到±1%的范围内，其实电池企业提供给整车企业的动力电池，一致性是可以控制在这个范围里的，但是为什么成组后的一致性相差了10%?问题就出在了成组和集成过程中，温度的不一致，导致了电池在工作中效率的不同，造成电池出现了不一致。另外，电池组的充电方法不合理也会产生比较大的影响。

　　对于电动机和动力电池组的成本降低问题，王子冬指出，就目前电动机和动力电池系统的技术水平，短时间内将成本降低难度比较大，而这又是用户比较敏感的问题。因此，需要由新型商业模式提出电动车的使用要求，企业根据使用特点和要求，调整电动车的设计与配置。特别要关注轻量化车身技术、节能电机技术、电池组长寿命使用方法的创新，拉长使用链，摊薄成本。政府也要积极制定鼓励政策，启动碳交易市场，低谷电价补贴，鼓励人们使用电动车。

　　此外，对电池组的寿命要求不是100%DOD循环次数多少，而是在于全寿命周期中能够提供的总能量，因为这意味着纯电动车能够行驶的总里程，以及在储能应用中能够使用的时间长短。电池组与单体电池的性能存在差异，有电芯不等于有电池组，由于集成技术水平的差异，电池成组后会造成性能下降，下降程度在10%—40%。放电的容量与能量不一样，电动车行驶需要消耗能量，特别是低温放电可以放出80%的容量，实际可用放出的能量可能不到60%了。因为电动车行驶所消耗的能量中还包括了电池组电压的变化量，而放电容量的测试是不包含电池组电压变化量的。电芯的价格也不等于电池组价格，电池组的价格还要包含管理系统、箱体、热管理、各种保护执行机构、支架、吊钩等部件。不同的设计要求，这些部件也会有所不同。

　　他强调，电池组与整车生产都需要有一定的工业基础和经验，需要双方的紧密配合才能实现突破，整车企业短时间内寄希望于通过规模化来使电池降成本不现实。企业没有利润，必然走向倒闭，必须生产有竞争力的新能源汽车产品，不能长久依靠政府补贴，必须结合电动车的特性去研究合适的车身结构，生产个性化的电动车。电动车的推广能否成功，前期基础设施建设、运营成本控制、车身轻量化结构、节能电机和电池组的性能提高，至关重要。

　　如何解决当前新能源汽车遇到的难题

　　目前各地对电动公交车电池组的使用提出保8年的要求，怎么办?王子冬建议，一是整车企业要想保证8年使用，电池组合技术非常关键，也是影响最大的因素。二是公交公司的使用、维护、充电方法要合理、科学，如中间补电，浅充浅放，状态调整。三是电池企业要提高电池健康度分析能力，避免电池突然死亡现象。

　　电动车补贴退坡后怎么办?王子冬认为，经过这几年的发展，如果电动车的补贴减少后，企业的电动车产品就失去竞争力，说明企业在车身轻量化技术、电动机驱动系统的节能技术、动力电池组的集成技术、新能源汽车运行的商业模式上，缺乏手段。因此企业要利用这两年的时间，把自己的短板补齐。

　　王子冬表示，动力电池产能过剩已成定局，企业需要有清醒的认识，关键要解决做出好电池的问题。整车企业也需要考虑与动力电池生产企业形成战略合作关系。

　　动力电池成组技术要重点解决不同车使用问题

　　王子冬指出，动力电池成组技术研究的重点是要解决不同新能源汽车的使用问题，特点是在相同的新能源汽车上可能采用不同的组合方案(组合方案不是指电池组的容量和电压)，在不相同的新能源汽车上可能采用相同的组合方案。这类似于我国的中医开药方，是根据病人的身体状况的不同，对症下药。

　　他表示，对电池管理系统认识的严重不足和目前业界一些电池管理系统生产企业的错误管理导向，直接或间接的影响了新能源汽车产业的快速发展已成不争的事实。另外，电池管理系统发展缓慢的一个很重要的原因，是缺少电池厂和整车企业的支持，研发电池管理系统，不仅需要电池厂配合整车企业进行台架试验，而且需要他们帮助完成电池管理系统的长期随车测试。没有电池厂和整车企业的有力配合，电池管理系统无法走向成熟。

　　对于BMS均衡系统，王子冬表示，企业可以研究，但是使用要慎重，在能够判断电池单体的健康程度的前提下使用才有效。同时，只有实现一体化设计，才能解决电动车轻量化难题。他举例说，对于纯电动中巴，电池组布置在车中部是比较合理的，但不能牺牲通过性，需要与车架一体化设计才能达到最佳布置效果。而且，热管理很重要，电池箱不能塞满。