新基建、新机遇、新发展,7月9日,由中国充电桩网主办的“2020第六届中国国际电动汽车充换电产业大会”(简称:金砖充电论坛)在上海大华虹桥假日酒店隆重开幕。来自政府、院校、协会、企业、采购商、金融、媒体等850位代表出席本次大会,大会以“洞见当下、预见未来、聚力发展、合作共赢”为主题,推动产业交流发展。
新基建引领发展新浪潮
中国汽车动力电池产业创新联盟研究院王子冬发表了《电动汽车的能量补充方式与产业发展的关系研究》的主题演讲,以下是演讲嘉宾未删减实录:
中国汽车动力电池产业创新联盟研究院王子冬
我今天讲讲电动汽车推广的商业模式研究换电模式的利与弊。最近大家有两件事情一直在争论,一个是刀片电池和C2P,一个是充电和换电,包括昨天和今天大家在讨论这件事情,一会儿有圆桌会议我会说这件事情,实际上充电和换电都是充电,换电的词是一个简称叫“换下来充电”,简称换电,不是不充电。
无线充电、换电、充电,在车上车载充电都是充电,只是方式不同。
我今天是说换电和充电这件事情,我上来就说了,为了锂电池的安全充电,充电的安全,大家讲了很多尽可能安全。但是我们确实没有一人敢说我电池安全,锂电池刚才比亚迪的周总讲了我不爆炸,它不敢说不着,为什么?因为有电解液,很典型的深圳两次都是526出事,第一次深圳526出事就是被别的车撞着了,轮胎在地面摩擦产生的高温,把电池漏出来的电解液点着了,电池不是自己着的,所以我们说电池安全,包括C2P,包括三元、磷酸铁锂它们之争,不能说你比我好,你比我差,只是采用了不同的技术路线,不管采用哪技术路线都是希望安全。
刚才比亚迪的周总特别提到一件事,应该引起你们做充电桩,包括你们做智能管理、运营的高度重视,他提到一件事叫无锂枝晶,没有锂枝晶,现场不做电池的不一定明白这件事。
如果你的充电管理能够控制住这个无锂枝晶才可能真正解决这个安全问题。充电必须控制的参数这是无锂之晶,目前来讲没有看到你们任何一家做充电桩、做充电器、做充电机的,别管是充电、换电还是无线充电的,都没有做这件事情,因为你无从测试,测不到这个参数,但是这个事情恰恰是导致电池安全性,导致电池寿命快速下降的元凶。充电、换电不同的方式都需要对电池有深刻的理解。
这个理解我举一个例子,中国这么大各地方的方言不同,你如何能够讲话让所有人都听懂,是普通话吗?不是。让所有人都能听懂,四川深山老林的老太太跟她讲普通话她听不懂,如何讲一让所有人都听懂,做得到吗?有新疆人、维族人、蒙古人,我们有很多民族讲的语言不同,你讲一个什么东西让他能听明白。这个比喻告诉你一件什么事,动力电池就是一个大家族,它里面受影响的参数太多,你很难用一个语言把所有的事情都能说明白,所以你们现在做充电机、充电桩、充电器,我加一个BMS就能管你,不对。我多次告诉你们这是不对的,为什么?
1.材质。所谓的三元、猛酸锂、磷酸铁锂等等。
2.材料的形貌。什么材料?大小、颗粒形状。
3.配比。
4.生产工艺。
5.生产设备。
6.化生工艺。
7.电池集成。
8.管理方式。
9.修正参数。我到现在没有看到谁有修改正参数。
10.使用方式。
11.充电方式。
12.搁置。
13.维护方法。
14.系统的热管理。
这几个东西都会影响电池“非意外”使用的寿命和安全性,你充电说了那些东西和我没关系我就管充电,你不知道这些参数你怎么充?听不懂我就告诉你。你能有一个语言把所有人说明白吗?
我们做充电桩、充电器的人就意味给你一个CCCV(音)就可以了,完全不是这么回事,所以我们有这么多出事。
我这个开场白先告诉一下你这个问题。我最近在研究新能源大型商用车辆发展的背景,重卡其实是商用车的一种。一小型商用车是什么?是B端的,网约车、出租车那是小型,中型的物流车,大型的就是重卡。
现在的问题是降本、节能环保、改革创新,这是推动产业运输,运输这个事情跟大家离不开的,在运输行业对政策的解读,对产业的影响。
这是玖行董事长给我发的资料我非常认同。
这是一个世界的统计,大家可以看看。刚才说了一个重型车产生的能耗和污染,我刚才说不一定是300辆,不一定是60倍,但确实是一个非常重要的。
第二个要注意什么?船。接近12海里区域所有船只必须低污染,为什么?因为很多的船烧重油,烧不起柴油,为了降低运费。所以现在很多船在改造新能源,船上本身带着发电机,原来带的铅酸电池为了照明,现在要变成大的动力电池组反过来给驱动电机提供。所以大型很多东西由于污染和能耗的问题成为现在关注的重点。
商用车看它的主要成本,为什么要关注商用车?商用车是有盈利空间的,有商业模式的。在哪儿?其他的东西都变不了,唯一能变的就是燃料消耗费用,占34%,商用车使用34%是这个费用。电动车商业化运作就掐准这个事情跟他PK去,因为燃油车有两块七毛钱左右的税,而电力没有,这是一个硬性差价。所以在商用车里面,车不变,车电分离的情况下,在34%的比例当中挖出的潜力就有人投资,有人推广。
刚才玖行说了在北京推过,我告诉你,北京的重卡我们开会的时候说大概5000-6000辆,现在才推了不到1000辆,有很大的空间。吃的是什么?就是这34%。这个跟里程长短有关,这个区域有200公里以内的,有200-400,有600以上的。大家要区分它是不一样的。
还有使用场景不固定的这些车也有一些用增程器,但是重卡是有机会的。
传统的充电确实有一些问题,一时半会没法克服,特别刚才也有人提像比亚迪为什么弄刀片电池,为什么国内很多公司弄C2P,从车规级的要求讲,这两种做法都是不对的,但是企业无奈。为什么?磷酸铁锂体积能量密度不占便宜,不搞刀片电池就没法在同样的电池箱里跟三元PK,车规级有很严格的定义,生产、组装、维护、维修、梯次利用以及回收都要很方便,现在刀片电池就带来了一系列问题。C2P就带来了一系列其他问题,你在这个空间合适了,在其他空间不合适。
刀片电池回收的时候怎么办?怎么拆?我们粉碎?粉碎就是污染。不粉碎就无法回收。
很不幸,我以前说的都是2019年以前,今年不能再说2019年的事,这是2020年出的事,7月4日又着了两起,这是6月26日国外着的,这是很有意思的一件事,在中国没有人这么想的。宝马车在4S店充电着火了,它怎么做了?把车吊起来扔到旁边的水池子里,人家4S店有水池子,我们有吗?有能灭得了的吗?7月4日那个着火就剩余一个残骸,根本灭不了,为什么?动力电池着火以后是从里往外着,我们以前的消防知识着火是明火,我去灭,灭就灭了,只要火源灭掉就不会再着,但是动力电池在箱子里面着火往外喷,热源在里面,你在外面怎么弄都涉及不到那个热源,所以你灭不了,人家很简单,直接就扔水里去了。
为什么?在国外人命很值钱,真正烧个人受不了,让我们想这得花多少钱。你们现在充电管理的旁边有没有这样的设施?没有。着火就是火烧联营,刚才有一个老总说他不做地库的充电桩,只做上面。当时消防总局问我的意见,我坚决反对电动汽车在地下停车场充电,因为我们搞不清楚电池为什么着火的情况下,在下面一烧,顶棚那么低,火一压下来,对不起,火烧联营,你没有办法。
第二,我跟他们讲,电动汽车在路面停车保持5米的安全距离,结果你们看我们现在很多事故把旁边烧着了不足半米。不听,为什么不听?出了这么多事情还不听,不应该发生的事情。
电动汽车在停置状态下自然颠覆了人们对汽车安全的常规认识,包括特斯拉去年在上海停在那,也为电池安全管理提出了更高的要求,不仅在运行过程中,在断电状态下也要对电池进行有效监管与防护。这是我们很难办的事情,在断电的情况下还要监管,你们现在测到所有的参数能给我一个提前量吗?在着火提前3秒钟。当时问我的意见,没有20分钟我是不同意的。5分钟,从什么时候开始算这个起点?电池箱里已经冒烟了,已经不止5分钟了,特斯拉从冒烟到爆炸也就2秒钟的事情,所以你怎么提前知道热失控。
你们一定要往前延伸,至少半个小时,告诉你的用户要出事,但是我们怎么知道?通过什么知道?它没有任何反应。我们现在有很多大数据,企业很多的监控起作用了吗?有充电的时候有拒绝的,特来电的数据有6起还是8起事故,那个车有毛病,充电桩不给他充了,跑到另外一个充电桩也不给他充,后来换了一个充电站,人家告诉他这个车有问题,他就是数据比较出来的。
你们搞换电、充电、无线充电的,怎么搞安全?BMS只是瞬时值告诉你了,通过这个已经是马后炮了,电池有好几百个电池,传感器有几个?电压传感器是每个电池上好像都有,不包括像特斯拉那种并联的,温度上面有多少个点?现在为了省钱,一个模块,我不知道C2P安了多少个温度探头,10%的监控点都覆盖不了。为什么?如果100%监控就有很多的温度探头,你怎么接?成本怎么办?都是问题,现在我们做减法,我们发现电池包给过来后台数据,温度高的可能是旁边那个没有带温度传感器测试的电池出了事,等这个有温度传感器的电池包感觉出来的时候已经出事了。
你们想的安全的事,你没有可以知道安全的手段,怎么搞安全呢?刘总你们怎么弄?你不知道它干什么的,你也不知道它有什么反应,光凭电压是看不出来的。刚才杨总还说要均衡,我在行业中一直特别反对均衡,均衡情况下一定要知道这个析锂的情况下才能均衡,一定要知道这个健康度的情况下去均衡,不知道健康度,不知道有没有析锂去均衡,没有意义。
我们曾经做过一个实验,均衡的电池,电池组早完蛋。为什么?因为均衡的电池组里面有一个观点,我希望能充得满,希望能放得光。
刚才杨总说了,但是充满放光的状态反而逼着电池组早死,你不信做做试试,50%的浅充浅放,你的寿命会大大延长,恰恰电池的不一致造成了你充不满,放不光。有意思了,你仔细想这个事,你们多做点实验就知道了,不要非要追求充满放光,对电池组没有好处。
说起电池包热失控,我们一般指什么?都说电池热失控这是一个错误,所以我们现在有一个问题,定标准,定的是电芯热失控。
大家往后看,这是大部分人的想法,但是这个观点可能是片面的,前面的理解也是基于此。这种片面的理解不利于我们在实际的工程中展开对热失控的防护。热失控是避免不了的,我们现在主要找到防止热失控的手段,但是理解是片面的情况下就很难找到最佳方案。
之所以这样,一个重要的因素在于电动汽车行业的人真正意识到热失控这个问题是由电芯引起的,确实有部分热失控是电芯造成的,大家从这个地方入手,其实不是。到了系统层面,问题已经非常复杂了,完全不是电芯引起的,是由于其他原因最终导致电池发生热失控,好多原因。你的热失控就奔着电芯去的,没有用。
这是我们现在提到的,这个热从哪来的?5种来源都会产生热,你能管吗?能测吗?测不了你说你能管热失控。这是我们总结下来这么多的。(见图)。
我们遇到了很多困难在推广,真正了解到电动汽车怎么使用,能够解决多少人,为什么非要为了解决那1%甚至0.1%,把电动车跑那么老远干什么?我们给谁造车。
这是电动车辆使用的场景,各种各样的场景,我建议电动车有针对性的设计,而不是弄一个电动车哪都能用。
这是我们现在没有办法的事情,遇到了这么多问题,为了解决这些问题,我们就在想用什么办法能够解决这些事呢?这是我们燃油车电动化遇到的问题,现在换电这件事情不是最佳方案,但确实是可以比充电在车载充电上解决的问题多一点。
所以我们在探索是不是可以这样,实际上国家从换电讲,十年前国网就提出了换电,那时候没人听。这里提到了电动化推广的难点,你不要把桩建了就扔在那里,破损率的问题,像共享单车一样先铺市场,但是没人管。电池充电桩这种自由开放式肯定是有问题的,没人管肯定是不对的。
电动商用车辆运营的商业模式探索,我们要研究电动商用车辆运营的商业模式,要研究这个事情。
不同的车、不同的商用车、大车小车不一样,这是大型车换电的可能更适用这种(见图)。
传统的充电确实有些障碍,不是说换电就没有了,换电也要检查电池安全的问题,要保证状态是好的。它比充电能够解决的问题多一点,所以我们现在想是不是有可能去讨论一个车电分离的问题,解决用户里程问题,还有一个,专业维护电池。充电是没有办法维护的,而在换电站里面的电池是可以专业维护的。
换电带来的好处有可能实现无人化,但不是没有挑战,里面牵涉到很多标准、很多统一的问题,我们最近积极跟行业中沟通,正准备启动这些标准。
可以看到,在国家政策及市场需求的双重推动下,换电模式在运营租赁及重卡等商用车领域有望迎来新一轮的增长,同时也将拉动新一轮的电池需求。
时间原因,没法多说了,谢谢大家。