电池|孚能科技王瑀：相比整车，电池更大的应用在能源物联网( 二 )
动力电池是汽车动力很重要的组成部分 ， 从一开始如何制定产品及测试标准、产品及工艺设计、开发适用于汽车的电池系统 ， 到如何去解决续航里程瓶颈问题 ， 即最早提出的300公里 ， 到了现在谈得更多的是如何提高电池的性能、降低电池的成本、提高电池的安全及电池产业的可持续发展 。
挑战一：电芯一致性
汽车电池是由几百个单体电芯组成的 ， 电池一致性的好坏决定电池包系统的使用性能、寿命及安全 。 动力电池产业其中一个很重要的挑战就是如何生产高一致性电芯 。 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 。 动力电池产业是在3C电池的基础上升级过来的 。 大部分3C电池的应用为单体电芯 ， 对电池的一致性要求不高 。 现在动力电芯一致性方面 ， 还不能完全的满足汽车产业的要求 ， 即做不到完全可控 。
如何使我们的电池能够符合汽车要求的电池的质量？
我们需要做更多的工作 ， 包括从产品设计端 ， 如何设计一个汽车级的电池？汽车电池如何能拥有15年的寿命 ， 满足上百万公里的续航里程？这是需要大家思考的 ， 也是我们作为电池行业的工程技术人员需要思考的问题 。
另外 ， 原材料控制 。 如何确保原材料质量达到标准 ， 这也是我们的挑战 。
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再就是生产过程的控制 。 这里从产品工艺、设备到生产环境的控制等 ， 包括配料、涂布、对辊、分切、叠片、装配、化成、测试、包装等一系列工艺过程 ， 在每个环节都要控制好达到汽车的要求 。 以上各方面要做到完全可控 ， 目前还由难度 ， 还有漫长的路要走 。
挑战二：电池系统管理
另一个挑战是电池系统管理问题 。 电池管理系统（BMS）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 ， 但是实际过程中我们发现是远远不够的 。 现在电池包在实际使用过程中出现了很多问题 ， 很多问题都是与我们的认知不到位是有关系的 。
由于认知不到为、监测管理系统设计不到位 ， 不能实时监控 ， 算法不能够精确 ， 整车工况了解不充分 ， 不具备实时修正的功能 ， 电池很多问题就出现了 。
如何使电池包的边界控制得好 ， 我们需要开发具备AI功能的BMS系统 ， 具备自学习能力以适应不同工况使用条件下电池的管理要求 ， 这里需要我们同行们一起共努力再未来解决这个问题 。
挑战三：成本
下面我们来说说成本问题 。 记得2000年我提出了一个2020年动力电池重量能量密度达到300Wh/Kg、成本达到100美元/kWh这样的目标 。 如果2020年动力电池能到100美元/kWh、300Wh/Kg ， 我们认为新能源汽车能够普及 ， 现在看来这个目标还没有达到 ， 但是已经离目标不远 。
成本的下降需要依靠不断的创新 。 成本的降低主要取决于以下三个方面的创新：材料创新、生产工艺创新以及生产设备创新 。
材料创新：以三元材料为例 ， 如果能量密度提高一倍 ， 金属的含量基本一样的话 ， 意味着材料成本可能会降一倍 。
工艺创新：简化工艺、生产流程 ， 如干法一步制电极代替目前制浆、涂膜及压片三道工艺步骤 。
设备创新：提高设备自动化及节拍速度 。
锂离子电池成本从1996年每瓦时14元 ， 降到现在已经每瓦时几毛钱了 ， 这都归功于上述三方面不断的创新及规模效应 。 所以 ， 我们觉得成本的降价是个趋势 ， 未来成本降多少我们不会预测 ， 但是这个成本靠未来技术的不断创新会达到我们未来整车要求 。
挑战四：安全性
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下面我讲讲安全的问题 ， 尤其是今年国家出台了一系列的政策 ， 它已经成了制约现在汽车发展的很重要的因素 。 很多人避免讲这个事情 ， 我今天在这里讲一讲 。
大家看到市面上出现了很多热失控的问题 ， 充电热失控、行驶热失控、车静止热失控 ， 包括碰撞的热失控 。
大家也知道温度高了 ， 电池会热失控 ， 短路了会热失控 ， 过充了会热失控 ， 过放了、充久了也会热失控、电池的设计及制造瑕疵会导致电池的热失控 ， 但是我们发现在很多热失控的情况下 ， 已经跟电芯设计及制造关系不是特别大了 ， 大部分的热失控往往都是在因为使用不当超越了电池的安全边界 。
所以 ， 对电池安全边界的认知非常重要 。 我们认为无论是铅酸电池、镍性电池、还是锂电池等等 ， 在安全边界之内的使用 ， 它是安全的 。 现阶段 ， 设计及制造瑕疵带来的热失控是小概率事件 ， 如果使用过程当中能够保持这些电池在安全边界之内 ， 那么 ， 动力电池的安全是可以得到可控的 。
电池的安全是设计出来的 ， 也是制造出来的 ， 同时也是管理出来的 。 所以我认为我们对这个动力电池的整车使用工况的了解 ， 对它的熟悉程度 ， 也决定了我们对电池控制的好与坏 。
整车工况使用非常复杂 ， 在不同的城市使用、不同季节的使用、不同的人使用、不同的时间使用、不同的驾驶行为使用都会造成对电池的损害 。
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