奇瑞汽車曾祥兵：動力電池系統的前瞻性設計
圖為奇瑞汽車曾祥兵在CBIS2018“鋰想”峰會上發表主題演講
戳此進入峰會官方專題，了解更多會議信息：“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)
2018年11月8日，以“新時代·破而立：前行中的產業轉折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開幕。奇瑞新能源汽車技術有限公司系統部部長曾祥兵在峰會上發表主題演講，以下為主題演講內容。
奇瑞汽車曾祥兵：
尊敬的各位院士、各位同行專家，我剛才看了一下咱們各位專家的演講，突然發現我們整車廠是在產業鏈里面最末端的，就是說我們最終要把上游的各個鏈條整合，最終是要真正的交付給消費者終端客戶，所以我今天在這里也給大家分享一下動力電池系統發展的趨勢，就是一些想法吧。
從幾個方面：第一，整車對動力電池需求的關鍵；第二，動力電池發展趨勢；第三，動力電池系統前瞻性設計的一些想法；第四，從電池系統應用里面隱含充電系統發展趨勢的一些分享。
第一，整車對動力電池的需求。
這也是很多年前我們一直做的，關于客戶對于我們整車的需求，可以看到這些圈圈的概念里面，消費者以前到現在，對于整車里面電池的壽命、續航里程、電池成本的經濟性，這些方面一直都是不變的永恒的話題。
從上面剛才用戶的一些需求，動力電池我們從整車分解：1，動力性，整車動力性對于電池來說就是我們電池的功率特性，尤其是更寬的環境適應度，對我們來說要求是很期待的。2，經濟性，比如說續航，單度電能夠行駛的里程以及單度電的成本。3，安全性。4，可靠性。就是我將來能夠使用多長時間，因為這是一個昂貴的產品。5，充電便利性。
我們會從這五個上面，我們做設計的時候也是會進行逐步的分解。1，動力系統，持續放電能力等。2，經濟性，單車低能耗、充放電效率等。3，安全性，機械耐用安全、電安全、熱失控安全。4，可靠性，循環耐久實驗。5，充電便利性，因為要充電，考慮到消費者的需求，充電設施、充電形式、能力都是我們的挑戰。
能量密度的趨勢，現在綜合來看，從當前的230—250瓦時/公斤，未來我們希望能夠突破做到550瓦時/公斤，當然這個時間非常長。在這個過程中我們可以看到，從用戶的角度來說，希望這個能量密度能夠無限的提升，但實際上從我們做整車的平衡度，從平衡性來講、經濟性來講，我們其實做整車的角度也不希望這個能量密度是一個無限的趨勢。另外一方面，我也認為我們這個能量不斷提高，電池安全性應該也是值得商榷的一個事情。
如果隨著能量密度的提升，我們能夠更好的應對顧客，我們希望我們的續航里程也能夠不斷的提升。從圖上來看，希望我們的里程最終電動車能夠超到1000公里，這是我們的目標，我覺得這個目標還是非常難的，就是未來5—10年都是非常難的，我們整車也要結合電池的發展水平，我們也應該制定比較切實實際符合消費者欲求的產品。隨著現在大家也在講后補貼時代，我們也做了一些調整、做了一些調研。從消費者來說，長里程、短里程都是有需求的，除了這張表以外我們也在思考，后面我們可能在今年或者明年會陸續推出短續航的，200、250公里以上，真正滿足家庭里面的第二輛車或者上下班代步需求車輛的細分市場，同時這樣一個目標我們放到更長的，將來去替換家庭的第一車的目標。
這里我們也分享一下前瞻性設計，當然這個圖我的本意是想我們有幾個方向：
第一個，現在我們講的一體化的，就是我們電池包這種嵌入式設計上面，希望這方面能夠更多的加強咱們電池系統的安全防護。另外，我想提出一個新的概念，我們也希望這個電池可以模塊化的裝到整車里面，我們電池的下殼體和整車的下底板能夠渾然一體，真正把電池以模塊化的方式到整車里面進行分裝，當然這個理念是建立在我們電池的一致性有足夠好的前提下，這個確實能夠提升咱們整車電池系統的能量密度，也能降低很多的成本。
第二個，要推出平臺化的概念。我覺得行業上，原來我們想從電芯的層級想推進標準化，后來發現很難推動下去，后來慢慢我們發現可以從模組角度進行平臺化的推廣。模組的推廣以后有什么好處呢？對我們整車的電池系統的設計也可以趨向標準化、模塊化，對于電池系統的設計能夠降低很多的驗證或者開發的風險。這個模塊化設計尺寸的時候我們是考慮去兼容電芯，各種不同的電芯，比如現在我們還有軟包、方形或者是圓柱，我們可以找一個相對合理的尺寸能夠結合不同的電芯，這樣對技術路線也不可能單一化，其實在我們公司現在這個已經推行的非常不錯，如果有跟我們合作的電池供應商應該能夠感受到這個好處，最起碼我們從方形和軟包做成統一化的模塊。
第三個，電池輕量化的設計，要堅持不懈的追求。我們從這里做了一個分布的分析，模組要占到74%，第二個就是箱體，這兩個要提升電池系統的能量密度，這兩個是核心的一個任務，模組這個層級上面更多的是不斷的提高電芯的能量密度，箱體占17%的方面，我們可以采用不少先進的材料，我做了一個階梯圖，現在我們可以從普通的鋼板到高強度鋼板的應用到鋁型材的應用，再到塑料件和將來的碳纖維，能夠充分的降低電池包整體附件的重量。
第四個，對于電池系統，目前據我了解的各大主機廠，對于電池系統本身賦予的含義，除了充電、放電功能以外，整車層面上做了太多的整車功能層級，我們也希望把整車電池包控制的一些功能要簡單地放到整車控制器里面，讓電池系統更加趨于簡化的外界接口。
第五個，安全性。其實我們本身電池系統都是圍繞安全性，像熱管理，像電池、電芯隨著溫度的變化，性能變化也是非常大的，對于消費者來說，是不可能為電池性能技術的缺陷來買單，所以要做好充分的熱管理系統，高溫要冷卻低溫做好加熱。現在加熱普遍的目標是負20度，這樣的目標下大概目前兼顧中國的區域，中國的北方還是有一定的極限性的。低溫加熱方面，現在我們加熱時間還是有點長，怎么樣結合電池的特性，能夠實行快速的加熱，現在也是非常重要的一個方面。第二個方面，高壓安全，這個高壓安全首先是電池系統本身的使用高壓安全，應該從電池系統，從裝配生產的高壓安全，到應用使用的安全，以及到售后維修安全方面，要全方位的考慮到設計。第三個方面，電池管理系統。當前中國電池管理系統相對功能化的，從可靠性方面應該還需要做大量的工作，怎么把SOC算的更精準，而且隨著電池不斷衰減的過程中和使用過程中能夠把SOC去算精準。還有，現在隨著智能駕駛、無人駕駛的發展，電池管理系統隨著整車納入互聯網應用的時候，智能網聯安全的概念設計現在也要逐步應用和推進。第四個方面，結構性安全，就是如何在一定車速的使用情況下，能夠從電池系統、整車結構上能夠最大限度的保護安全，當然這個目標也不是無限制的，但是要保證結構安全設計。
這一切還要有一個先進的測評系統，我們這個層級里面主要著重于安全耐用這方面的全景圖，我們要建立完整的測評體系，不光建立，在實際上實施的時候也是要逐一去驗證，真正的保證電池系統的安全性。
第四，充電系統發展趨勢。
從這個圖可以看到，首先，家用充電，就是家里充電的方式還是要有的，因為不同的客戶群體有不同的使用場景。第二個，我們開始用對面的樁充，就是交流慢充，功率最大的已經能做到6.6千瓦，現在還有推到11千瓦的，可以降低局部用電集中的形式。第三個，滿足一定場景下，直流快充，因為直流快充的功率特別大，我們如果過度的集中用這種形式，對于用電的集中力度挑戰是非常大的。德國也在推大功率的快速充電，從使用角度來說這是非常好的方向，但是從整車研發和對電池本身來說，大功率的快速充電還是有一些局限和挑戰的，如果那么大的快速充電，對我們整車超大的電纜布置也是非常有挑戰的。第四個，換電的狀態，有人一直問我，這個技術是不是很難的一件事情？我說技術上真的實現不是很難，關鍵是怎么去統一換電標準，怎么去協調換電各個整車廠的利益，怎么能夠和諧的平衡，我覺得這個是難點。第五個，我們逐步也在推出一些無線充電，其實說大規模的應用場景我覺得還是有局限，但是無線充電可以跟哪些場景呢？比如咱們的智能駕駛，或者有特定的停車區域，這個其實是有意義的，在這個區域相對比較封閉，它的無線充電安全性的挑戰就能夠有一些降低。
智能充電，就是能夠采用遠程預約或者隨時隨地APP的查詢、以及周邊充電設施系統的輔助，這樣能夠幫助消費者找到便利的一些設施。
總結起來幾個方面，第一，動力電池系統應該屬于初期相對偏中期的階段，但是還要在多個方面，尤其在咱們中國制造行業里面的精細度和一致性上還要取得更多的突破。第二，電池系統的前瞻性設計，還需要做更多的技術儲備、做更多的開發工作。第三，安全性仍然是我們未來設計的重中之重。
大概跟大家分享這么多。謝謝！
（根據嘉賓現場演講整理，未經本人審閱）
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