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邓中一电动车锂离子电池的机遇与挑战

2018-09-17 19:47:42 作者: 0人读过 | 我要赞

邓中一:电动车锂离子电池的机遇与挑战

4月21日,深圳比克电池有限公司营销中心副总裁邓中一在”2011年全球汽车论坛”上发表演讲。

邓中一:感谢主办方给我这样的机会,和大家分享一下我个人的想法,主要是关于电动车锂离子电池的机遇和挑战,同时也会介绍一下深圳比克电池有限公司。

提到锂离子电池的应用,中国实际上已经进入了量产,之后我为介绍一下量产过程中面临的挑战,之后我们再看一下关于锂离子电池本身的一些争论,比如说电池应该大还是小,我们对锂离子电池的不同规格有不同的选择,我们要针对这个做一个介绍,之后看到应该选哪个路线,之后再介绍一下比克电池的工作进展以及我们自己的方法,还有就是看一下锂离子电池在电动车上的应用。

锂离子的应用首先一般性在便携式的设备上,这是索尼在锂离子电池上的应用是第一次使用,但索尼当时生产锂离子电池的时候有两种应用,一个是方形,不知道规模怎样,已经不是主流产品,对于圆柱形现在大家都在用,也就是18650型。在锂离子电池之前没有18系列,现在所有人都知道为什么,因为市场选择了电池形式。

现在我们也谈了很多的标准以及条例,我想所有这些标准以及条例首先要有市场数据,然后由市场来大浪淘沙,并不是由政府来决定,并不是由专家来决定,绝对由市场来决定。圆柱形的电池最后取胜就是鲜活的例子。

关于汽车的应用,大家都在谈2011年可能是电动汽车元年,根据我们的经验,我们的确也看到了一些变化,比如说去年BAK的汽车电池应用,总价值达到4,000万人民币,今年而预计会超过1亿人民币的产值。对于我们来说,这一年的确是非常具有挑战和机遇的一年。另外锂离子电池还可以用于电力的储存,特别是智能电非常有效,现在我们知道主要是用来储存风能和太阳能,还没有谈到电双向的沟通。

对于量产的一些挑战,我认为主要的要素就是一致性,生命周期,包括电流的生命周期和使用的次数,成本现在是大问题。当然了,安全和可靠性也是要考虑的,对于我们BAK来看,我们是电池的生产商,原材料也面临着一些挑战,比如说我们使用锂离子、硫酸铁锂,现在大多数是在日本生产的,如果在汽车上的应用真正开始发展,我想锂离子可能会是问题。

对于电池生产,如果有一个标准的电池尺寸是一个关键,它可以帮助降低成本,现在在市场上,大家知道最低成本的电池是什么呢?是18650,主要是用于笔记本电脑,在日本的地震前2.2安培,大概是8瓦时,应用价格是1.4美元。这是车用锂离子电池的目标,昨天我们也听到一些专家说,可能今后还有把电池成本降低50%的空间,如果这是一个参考标准,那的确是有空间的。现在硫酸铁锂特别贵,我听到中国政府有个目标,在2015年,他们希望每一个小时瓦等于1.5元人民币的成本,如果是这样的话,我并不认为硫酸铁锂能够达到这样的成本目标。

现在的问题是目前汽车应用刚刚开始,如果现在选择一个尺寸,或者一个规格不是一个好的决策,也不是明智的,我们现在需要百花齐放,这样需要通过竞争来看看哪种尺寸和型号是市场会去选择的。当然,可能会出现不同的电池尺寸,比如说圆柱形和方形。

说到量产,我们需要去考虑以下三个标准。第一个就是产出,我们也知道电池尺寸大的话收益就会下降,产出就会下降,从我们的经验发现这一点是需要去牢记的,这也比较容易理解。

接下来就是一致性,我们都知道是一个单体电池的应用,对于单体电池应用这种一致性实际上并不那么重要,但是当你做笔记本电脑应用是6块电池或者8块电池,现在大多数都用6块,3个是串联,3个是并联,所以我们一般讲2P。对于多电池的运用最重要要保持单体电池的一致性和同质化。一致性要求生产电池以后都必须是一模一样的,同时在运营当中应该是经历同样的环境,如果让这个电池太大可能就不会有这样的效果。

我们看这张幻灯片,有助于解释一下我的观点。我们都知道那些电子需要流动,通过这个板进行流动,我们在这个极端的情况下假设我们有20安培的电池用来放电,在6分钟之后大家可以看到这个温度的分布非常不一样,在这张板上面,有的温度非常高,电流比较大,所以温度比较高,一般来说电流多的话温度就会高。我们知道电池对于温度非常敏感,如果有10度的差异,即使在你生产电池之后所有的电池都是一模一样的,但是在100次使用之后在电池内部就会出现非常大的差异,离近的地方所有的电能都会耗尽,而远端都会是不同的状态。在这种情况下,这种电池组是无法控制的电池,所以不管你的电池控制系统有多好,有这种无法控制电池的话,你就没有办法管理好电池,因为这个电池缺乏同质性,包括在运营环境下相差太大了,因此我们讲同质性是非常重要的。我们的电池就必须要一模一样,生产的产品一模一样,同时在投入使用的时候一切都应该是非常类似,在电池组当中都应该是类似的。比如普瑞斯的电池系统,各电池组的温差在3度之内,所以属于同质化比较高的。

下面来谈第三个标准,就是锂离子电池用于汽车应用的时候,必须是用自动生产线来生产的,不是手工生产的,因为如果是人工生产电池的话,可能人存在一些问题,电池非常完美,但是电池的同质性非常差,对于电池组使用而言同质化是非常重要的,因此锂离子汽车的应用就需要有自动生产线。

在这里我想谈一下大尺寸和小尺寸,这里有一些例子。这是另外一个幻灯片,也是讲小尺寸电池的例子,这个是18650电池,为什么现在这么喜欢用18650电池呢?这个尺寸的电池在同一个型号下面是量产的,主要是用于笔记本电脑的应用,说到安全性以及可靠性要远远高于聚合物以及方形电池,因为聚合物和方形电池的规模相差太大了,不太统一。这是小电池,我们把它做成了模块,比如说用六个并联、两个串联做了两个电池的模块,如果我们完全给这个电池组充电,我们可以每公里有130个千瓦的功率,现在最多只有90千瓦/公里,所以我们电池组的能量密度大很多,如果我们的产出率是90%,还是有每公里120个千瓦的功率。

我们如果做电池模块,大家能看出这是圆柱形还是方块形呢?这个模块看上去非常像方形。同时,这种电池也用在了宝马MINI E上的,现在35辆在北京,其它15辆在深圳进行路试,用的就是18650的电池。这是另外一个例子,台湾裕隆汽车公司也使用18650电池,用到2010年,我们提供了110套电池组用于他们电动车的应用。他们大概采购了6,000块的电池,反响不错。Tesla公司也使用我们的18650电池,装配了1,500辆跑车,卖到了31个国家。如果丰田使用新的18680可以节约成本,至少可以降低66%的成本,这个数字还是比较大的。

就锂电用于电动车而言我们需要建立合作伙伴关系,尤其是在中国,所有的供应商或者是生产商相对而言比较弱,比亚迪应该是中国最强的,但是除了之外,他们也需要生产一些电子器件,这样才能更好,更强,即便是比亚迪也需要几方建立合作伙伴关系,一方就是政府,所以我们一方面要和汽车公司建立合作伙伴关系,同时也需要风投、创投。

下面我介绍一下比克电池公司。我们是在01年创建的一家企业,06年在纳斯达克上市,现在我们的员工总共有7,000名,有两个工厂,一个在深圳,一个在天津,天津主要生产汽车用电池,基本上都是铁、锂等化学电池,在深圳我们生产各种各样的电池,包括蓝牙、电脑、汽车应用,比如说用在宝马MINI E上的18650,我们还为宝马提供很多的电池组,能量储存电池深圳工厂也会生产。

这就是我们比克的发展史,是全球排名第六。在中国排名第一应该是比亚迪,这是我们的两个工厂,你可以看到生产各种各样的笔记本和应用,可以在这里看到所有产品的类别都在这里,包括方形电池、聚合物

邓中一电动车锂离子电池的机遇与挑战

,这张图上可以看到我们承担的一些项目,去年有5亿的天津项目资金,这张图是我们的锂离子电池,目前所有都是圆形的,在这里没有包含18650,因为那是另外一种化学反应。另外我们也生产大型的方形电池,以及稍微大一点的圆形电池,对于这个20安培的电池来说我们是和东风汽车应用研发一起合作的,他们需要用这种电池放入自己的电动车项目中。

这个是18650,7.2的销售和应用,可以看到达到了500周期的时候能量还是原来的80%。你可以看到这是不同的模块,这个模块是用于电动汽车,是205安电动汽车的电池。这张图上实际是用于奇瑞的电动车应用,这是250安培的电池模块,最主要用于磷化铁的应用中,这个旁边是引用矿泉水瓶来比较大小。我们可以把模块放到电池组的后面,可以标准化这些模块,而不是电池本身。因为不同的生产商都有自己的电池,也许对于不同尺寸的电池有各自的优势,比如说有些会生产那些圆形的电池,或者电池袋,但是不管自己我们可以把模块统一。这是裕隆电动车的模块,下面是相关的规格和数据。这是另外一个规格和数据,用于宝马的模块,这个模块叫5322SRP。这组数据是来自裕隆公司,他们用了不同的电池数量,一个是用了三体电池,一个是用了四体电池,之后做了相互的比较,他们在循环中还会使用我们比克的电池。

根据他们自己在实际情况中的应用,电池并不是完全充电或者放电的,这对于循环寿命来说是比较好的。这是我们做的几个测试,如果你要把电池用于电动车的话,那你一定要通过国家测试,有一个测试是分层和碰撞测试,我们已经通过了这些测试,就是压碎测试和分层测试,这些是我们的测试情况。这个是我们通过的一些测试,18650用于宝马的MINI——E,这张图上是奇瑞的应用,另外在宇通的电动车也用了18650,另外裕隆也使用了18650的电池。

( /李艳娇 )

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