宋寒:快充电、长寿命、高安全——电动汽车系统解决方案
  • 更新时间:2018/5/4 19:05:47
  • 来源:论坛组委会

    4月25日-27日,备受瞩目的2018中国汽车论坛在北京隆重召开。本届论坛主题为“新时代、新趋势、新策略——聚焦汽车产业高质量发展”。本次论坛由闭门峰会、大会论坛、九个主题论坛和三个同期活动组成。在4月25日下午举办的同期活动“中德汽车产业创新发展论坛”上,微宏动力系统(湖州)有限公司市场总监宋寒发表了题为“Fast Charging. Long Life. Safe.Electric Vehicle Power Solutions Provider”精彩演讲。以下为演讲实录:
 
 
微宏动力系统(湖州)有限公司市场总监 宋寒
 
    非常荣幸能够有这个机会站到这个讲台上跟大家来分享微宏作为一家电池企业对电池在新能源汽车当中在技术领域的一些发展以及我们自己的理解。微宏这家企业我们是做动力电池的,然后我们的特色实际上是快充电、长寿命跟高安全,然后我们是为电动汽车提供这样一个电池解决的方案。大家可能对微宏这家企业不是特别的了解,我们这家企业实际上在2006年就成立了,到今年已经有将近12年的时间,我们在资本上是一个美资公司,我们公司大部分的主体是在中国浙江的湖州,我们主要提供的是从电池材料开发到电池材料的生产到电芯一直到电池系统整个的提供产业链,提供这样的方案。我们产品的应用主要是在电动汽车,电动汽车包括我们的公共交通领域,当然包括我们的乘用车,包括在我们港口的设备重型工作领域,甚至包括我们一些矿车叉车的应用都有我们电池的产品。我们研发就设立了一个目标希望把电池作为快速的充电然后长寿命然后高安全,我们电池就是从2008年就设立了这样一个研发的目标,我们认为就只有具备这样三个特点的电池系统才会对未来我们整个电动汽车电动化提供一个商业化解决的途径。
    讲到研发,研发是我们微宏的特色,我们从刚开始成立的时候,从2006年成立一直到2009年,实际上微宏都是没有太盈利的,都是从刚开始大概三四十人的小公司做研发,然后在这个过程当中做了大量研发的投入,我们的研发主要集中在电池的材料到电芯最后到电池系统。那一直发展到现在我们目前在中国当然在北美在美国在德国实际上是我们的研发总部和分部,我们总共的研发团队人员有900人,我们目前到现在为止大概有400多项专利,这个专利围绕在电池的材料电池的电芯一直到电池系统在这个方面里面。我们微宏在2008年的时候就提出来一个研发的目标,刚刚在最开始的时候我也讲到了,希望这个电池可以做到快充电可以做到长寿命高安全,这个是我们有一个形象的比喻,我们是把这个锂电池三个研发的目标比喻成一个树的根,这个根包括了快充电,我们希望能够10到15分钟可以把这个电池充满电,同时希望我们的电池能够实现跟我们的车同步的使用的寿命,就是长寿命这样的一个概念,最重要的也是我们希望电池能够实现它的高安全的特性。这当中我们快充10-_15分钟早在08年的时候就提出来了,这个现在大家听到快充是很正常,觉得每家电池厂包括每个车企都会说可以达到这个能力,但是在2008年的时候,电池行业专家说快充对电池有很大的损伤是不可行的,但是到现在我们回过头我们当初的研发目标发现当初的方向是对的。因为我们觉得首先从这个市场的反馈来说,我们一定要具备快充才能够让我们的车具备机动性,如果我们的车在车库里面要充电很多个小时,那我们的车在急需使用的时候我们怎么样实现他的机动性,第二个从突破性来讲我们设立的研发目标也是属于比较前瞻性的,目前来看我们的目标已经实现了。那从长寿命来讲他最终归结就是电池成本的问题,我们早在回到过去到08年甚至是到09年的时间,电池的寿命是不太高的不太长的,那个时候是磷酸铁电池为主,重组的寿命在1000次单体在2000次左右,那个时候对于电动汽车来讲是不适用的,我们不知道这个过程当中需要换多少电池,到目前为止也不是说这个问题都解决了,实际上还是有很多的电池厂家在配套我们的电动汽车的时候他的寿命都是不能满足我们讲电动汽车全生命周期使用的寿命,我们提出的概念也是很前瞻性的,我们有案例说明在这个领域已经做到了,最重要的就是安全,然而锂电池是非常易燃易爆的产品,我们也知道过去几年当中我们听到很多关于电池安全的案例,那我也很幸运我们的电池到现在为止还没有发生过电池引起的安全事故,这个是我们在这里面做了大量的安全工作。
    那这三点快充电、长寿命跟高安全是我们认为一个锂电池发展他这样一个大树他所必须要具备的根基,能量密度他是这个树的枝叶,只有这个根基足够的强大我们的树枝才会枝繁叶茂,这是我们的观点。过去的时间当中我们做了大量研发的工作,我们做了研发核心技术材料,所以说左面这个图讲的是我们碳酸锂电池的材料,碳酸锂电池大家提的比较多一点,但是实际上微宏在很多年前在09年就发布了我们第一代碳酸锂电池产品,甚至我们在2011年的时候就在市面上大量应用了我们的碳酸锂电池产品,我有数据说明微宏应该是在中国我们用碳酸锂电池用的最早的,同时从数量来讲我们用的也是最多的,这样也归功于我们在材料体系上面这样一个改进。这个图比较的晦涩是一个技术上的图,实际上他表示我们在碳酸锂材料改进上面做了一些研究,防止碳酸锂涨气的问题。中间这个图是我们多孔隔膜的材料,这个材料我们知道这个锂电池做快充他需要的隔膜也是一个关键的材料,如何能够实现在充电过程当中我们的锂离子如何快速从正级转到负级去,所以说我们是一个特殊材料,其实不是传统的制作的隔膜,能够实现我们电池的快充。另外最右面是多孔负荷炭,当然这几个材料是用到不同的电池体系当中的。
    这个是我们在去年的时候发布了一个叫做不燃烧电池的技术,实际上也是我们在电池安全这个过程当中我们认为是一个比较重要的技术,那不燃烧的电池技术包括了三个方面,前两个方面是关于材料的,首先第一个是不燃烧的电解液,中间是我们高安全的隔膜,我们一旦讲PP或者是P的隔膜他实际上聚丙烯,这样他的熔点在120到150左右,这个在电池遇到极端情况下是非常容易发生收缩,我们的隔膜是可以做到300米耐高温的不燃烧,所以说通过这样的一个隔膜耐温等级的提高会有一个电池安全特性,这个是我们做的改进,同时我们有一个叫做STL技术,这个技术说起来很简单,把我们电池整个浸泡到我们油当中,说白了就是灰油,这个在我们工业应用当中也大量用到,就是我们变压器的油,当然他的配方会不一样。这个油实际上很简单,他可以实现,因为我们知道燃烧有三要素,可燃物、燃点以及氧气,我们把我们的电池模块泡在这个溶液当中,这个油当中,实际上这个可以实现阻断他跟空气的接触,实际上就是割断了燃烧三要素其中的一个。我们可以利用这个电池外部循环或者是不循环在不同的应用体系当中实现我们电池在温度上面的一个控制。
    到目前为止我们从第一批商业的应用应该是在2011年到现在有2万多台套这么电池系统在全球各地展开了应用,那这里面我们总共累计了19亿公里的续航里程,我们目前在13个国家展开了应用,绝大部分是在中国,在欧洲我们在德国在比利时荷兰以及在英国有大量的应用,我们在亚太市场也有应用,包括我们最近在韩国冬奥会我们也有一些车辆,这个在公共交通体系。还有就是在上个月我们也交付了新西兰第一台纯电动的公交,用的就是我们公司的这个电池,目前城市覆盖在150个城市,安全事故我也说是目前没有因为电池引起安全事故的。当然快充这个体系实际上在中国最先开始是不被认可的,我们在2009年刚刚推出来这个产品很多公交公司就说别的家电池都做不到快充为什么你们就可以,我们从2009年到2011年开始一直到最近应该到2017年我们在中国这个版图当中快充电池覆盖了全中国的应用,实际上最终是因为客户他们对于这个快充的认可才使得我们这个产品能够在国内得到大规模的应用,当然这个在全球其他国家的范围应用并没有显示出来。
    当然现在大家讲电池是过去前两年的时间里面电池是很热门的话题,其实今天上午我去了车展,大家对于锂电池这个热点没有那么特别的关注了,感觉这个已经成熟了,大家现在都讲的是说要智能化网联化在讲这样的一个概念,但是实际上未来我们趋势肯定是电动化的趋势,这里面不管他是电锂电池为主还是氢电池,当然也有可能是两者的结合,但是都离不开电池技术的发展。那对于我们的观点来看首先我们电池的发展能量密度是一个逐步提升的过程,但是我们这个观点还是维持在快充、长寿命和高安全的基础之上。第二个我们讲到快充的特性,现在您如果去看所有的车厂在发布车型的时候,会有一个数据说我们希望15分钟到20分钟可以充到80%,这个是满足机动性的需求,但是我们在08年研发目标的时候很多是不相信的,所以说我们坚持我们这样一个技术研发初衷的目标,最重要的就是成本,成本大家都在讲成本怎么降低,然后可能是讲寿命方面或者是现在绝对购买成本,今年这个电池成本恰恰也是很多的,后面会讲我们在这个上面的一些理解。首先我们从电池本身来讲微宏推出了三代电池,我们在09年推出了第一代碳酸锂电池,这个不是我们唯一的产品,很多人知道微宏因为我们的碳酸锂电池,但是实际上我们在2013年的时候我们推出了多元负荷电池,他的能量密度得到了提升,会牺牲我们的一些循环寿命,但是他的快速特性还是能够保持,我们在去年发布了我们MpCO电池,我们今年提出了改进MpCO,同时还可以实现我们20分钟左右快充的时间,我们在今年还可以推出更高能量密度的体系到230,2019年我们推出300瓦时。
    当然这个产品都是基于快充、长寿命以及他的高安全特性,这个就是微宏在这个产品上面研发推进的技术,当然了我们今年下半年会针对出租车的产品,这个能量密度比我们提出的会更高一些,我们会把这个更提前一些。微宏之所以能够做到这些,实际上跟其他的电池不一样,我们做了垂直整合,我们是从材料研发开始的,刚刚讲到我们微宏在刚开始成立的时候就是30人左右的小公司,我们投入了大量的精力和金钱做了大量材料开发的工作,包括到现在我们还一直不断的在进行材料开发的一些工作,我们从材料开始之后实际上我们在对一些关键材料的技术我们自己实现了这个材料的生产,那之后我们到电芯的生产再到电池系统的生产,然后为各个行业提供各种不同类型的电池系统解决方案,这个是所谓垂直整合的方式。从成本来讲我们通过垂直整合这么一个方式能够提升我们产品的一个技术的整合能力,包括前面讲到的说我们整个(英语),这实际上也是一个(英语)。那另外从我们产业链管理上面我们也做了大量的工作,可以从这个上面降低我们的成本,最后就是在我们产品生产方面我们也做了优化。
    产品的生产我们目前生产是在浙江的湖州,在2009年就开始生产了,我们已经有两期的工厂建设,我们在2017年就是在去年的3月份我们已经开始了我们三期的工厂建设,通过这个不断的扩产,我们实现智能化的建设也在提升我们的成本。这个项目是全自动化软包装一个电信生产线,这个生产线主要是为了我们中间商用车包括一些部分的特种车辆的使用,这里面很重要的特点就是我们集中(英语)系统可以实现电池自动化的生产,那这个生产项目实际上也获得了国家工信部在去年颁布的一个智能制造项目这么一个奖项,我们也是很荣幸获得这么一个项目的机会。在Pack生产方面我们也是实现了全自动的生产,这个本来有一个视频的,右面这个图展示我们电池入壳的过程,通过电芯到电池重组自动化的生产,其实能够实现,第一个提升我们这个产品的品质,第二个当然是在产品的成本上面,因为他的产能会很大,那产品单品生产的成本会得到极大程度的降低,这个是我们做的工作。那从产能来讲目前我们具备4G瓦时的能力,我们通过三期建设完成之后我们计划能够达到15个G瓦时,到2020年底我们可以达到15个G瓦时这么一个产能。下面这个图就是我们在湖州生产的基地,总的占地面积是450亩,其中一期2010年建成是75亩,第二期是我们在2016年建成的,总共是105亩,3期是200多亩地,我们在2021年可以实现他的扩产。
    微宏应该来讲是一直在坚持我们的想法,我们希望实现城市交通电动化,刚才有一位先生说如何实现城市的电动化,包括奥迪也在讲我们怎么实现绿色未来,实际上微宏早在2009年就提出来一个计划叫做清洁城市交通,我觉得有必要说一下,我们今天看这个概念不是很过时,清洁城市交通就是CCT,这个是我们公司老板在2009年提出来这么一个概念,他的概念就是说首先我们城市的交通电动化应该是从公共交通开始,这个实际上是微宏为什么现在目前为止我们主要的业务其实还是在公共交通也是这么一个原因,公共交通实现用他固定线路的行使,利用他每天固定的一个行使的距离我们可以实现他的快充,利用电池长寿命的特性实现我们电池跟我们的车同寿命来运行,这个是当时提出来的概念,到现在为止我们已经有实际的案例告诉大家这个已经是切实可行的。那我们下一步是做出租车,出租车是一个方面,他实际上运行的模式跟我们公共交通大巴也是比较类似的,他每天固定的行驶路线距离也是固定的,这个也是非常容易实现电动化的,那我们未来就是实现我们私家乘用车的电动化,这个是有基础,他的基础就是我们电池他不断的随着我们电池技术的进步能够实现电池在满足快充满足长寿命基础之上它不断的提升,因为我们可以看到这些应用他对能量密度的要求会是越来越高的。
    通过我们实现不同在城市当中不同的级别车辆的运用可以实现我们充电网络逐步的实施,当然我们知道这个充电站的建设有国家的投入有国家的帮助也有私人投资者做这方面的投入,我们也知道很多充电桩的厂家他投资汇报不是很高,实际上我们认为快充桩的建设他的投资回报率是最高的,他的使用效率是最高的。我们只有很快速的使用这个充电桩可以得到我们投资的回报,我们也是想通过这个建设,通过大巴的网络实现基本的节点,然后通过我们出租车充电的网络可以实现第二个节点,这个只是我们一厢情愿的想法,这个概念我刚刚也讲了我们09年的概念,现在看起来这个概念太过时了,我觉得可以继续再坚持这么一个基础路线往前推进。那我们讲到出租车或者是乘用车的概念,虽然说我们现在还并没有一些成型的合作一些厂商的合作,目前我们也在积极跟很多整车厂在讨论拓展,这里面包括了我们安全电池的技术,因为涉及到乘用车我们知道最近也有很多安全的事故,比如说在一个多月前在加州也发生过一起事故,我看到那个报告那个消防员不愿意去灭那个火,他等了一个多小时请特斯拉的人过来告诉他们怎么灭这个电池发生的安全火灾。这个随着我们不断的增加我们非常有必要考虑这个问题,怎么实现电池的安全特性,我们大量的追求说他高续航里程,今天我们有厂商说做到700公里的里程,他的代价就是会牺牲电池安全的特性,我们怎么做到他的平衡,这个实际上也是微宏在接下来的实践当中实现的。
    那讲到乘用车讲到这些方法论就是我们怎么在乘用车领域跟整车厂的合作,这里面基本的概念就是怎么实现电池模块的标准化包括一些固件的通用化甚至包括我们一些结构性的通用化,这里面当然有一些技术,对于微宏来讲我们怎么样实现电池的轻量化,我们现在有新的BMS可以更可靠,当然我们热管理也很重要,提到热管理刚刚前面讲到说我们流体的技术也是简单的把电池做循环可以做不循环,可以实现很好热管理的方式。
    最后我讲几个案例就是我们在过去10年当中我们在公共交通领域里面有几个案例我想分享一下,今天也是中德论坛我想把我们在欧洲尤其是在德国的案例也给大家做一个分享。首先是我们在第一个实现商用化纯电动开充的大巴,那是在重庆,在2011年的年初我们开始用的,到今年为止已经7年的时间,因为我们知道中国大巴是八年的使用寿命,但是我们电池在这个过程当中展示优势还是很明显的,那当初是设定电池装电量不是很大,那每天大概充五到六次电,累计下来整个一年365天大概每一年要跑到1000到2000次的循环,整个全寿命周期使用下来在1万多次循环,这个是在电池系统级别的。我们在这个过程当中做了一些抽检看了电池的寿命,实际上去年我们发现电池寿命衰减还是10%,我们知道明年这个电池可能就报废了,但是我们电池过程当中还是显示非常好的寿命,我们也可以非常自信的说我们这个电池已经通过了我们实地运营一些经验的案例验证。那实际上正是因为这个案例我们又吸引了国外的客户能够来用到我们这个产品,这里面其中包括了像我们在英国伦敦在2014年开始混合动力大巴,大家知道这个大巴原来是用碳酸锂电池,他的正式上线是在2012年,就是伦敦奥运会那一年,当时是美国一家供应商来做的,他每天充电次数是16次左右,他是一个大概23吨左右的大家伙但是他的电池只有18千瓦时,他是用电池来单独供电的,所以说现在在伦敦街头跑的都是微宏的电池,总共是有1000台。
    这个是在德国用的,这个是2015年在德国的密斯特,这个是欧洲的项目,总共是4台车,数量不多,他跟重庆运行模式是一样的,他也是在始末站进行充电。这个也是在德国特别的项目。这个是在比利时,他也跟我们在英国运行的项目是比较类似的。这个是我们最新的项目,在2017年在欧洲最大的纯电动公交的项目,但我们讲最大实际上跟国内的数量比起来他其实是很少的,就只有100台,因为国内我们现在动不动一个三线四线城市他做电动化的时候就是动不动加上500台600台,最近我们在湖州是全程实现公交电动化,总共是800台车我们已经实现了150台车的电动化,今年是把剩下的600多台都实现电动化,这个数量是微不足道,但是他在欧洲是标志性的项目,他是运行在了(英语),大概是100台车,4月1号正式开始运行的,我们也很荣幸作为电池供应商应该是唯一的电池供应商在这个里面承担了很重要的任务,他的电池是放在车顶的用的是快充的方式,充电桩是在顶部的,他运行的方式应该是车休人不休,就是把车开到这个地方司机就换另外一台车然后开走。
    应该来讲微宏是国内的电池厂在中国的电池厂应该是第一个走出国门走向欧洲,我们在欧洲用的案例实际上是也非常多的,应用的经验是非常丰富的,这个在当时环境下面国内的市场环境会比国外好,但是为什么国外的客户会选择微宏,我觉得还是因为我们在这个产品的设计理念,包括在运营的理念上跟我们的客户是非常契合的,大家知道说快充可以实现他运行的高效率,这个在公共交通运行方式是非常看重的,另外就是长寿命,最后我们总的拥有成本会更低一些,最重要也是安全的特性,这个也是我们非常看中的,这个应该是欧洲客户看中我们很重要的一个原因。当然除了在公共交通领域之外我们也有一个很好的应用,就是在我们港口特殊的设备,这个是在新加坡港我们应用的一个项目,这个项目他是7乘24小时不断的运行的,这个项目他也是要求说我们可以实现24小时的港口,这个AGV他上面是40个左右的集装箱,那到目前为止这个运行的情况还是非常不错的,值得一提的是这里面所有AGV的车身都是欧洲产的,包括荷兰和法国的,都是欧洲的车,但是他配的都是我们的电池。
    最后简单介绍一下微宏的企业,我们公司前身是做水处理公司,然后我们在2006年被陶氏收购了,然后我们老板怀揣着自己的梦想他就投了微宏这家企业做电池材料的开发,到09难我们推出了第一代碳酸锂电池产品,到2013年推出LpCO的产品,当然这个过程当中会有艰难,能量密度的问题我们也在不断的做突破,那2017年的时候我们推出了MpCO的产品,那在这个过程当中有起有伏,我们一直在坚持自己的基础路线,我们也是希望在今年的下半年推出乘用车方面的产品,目前还是非常有信心的,我们跟国内外的厂商也在展开积极的合作,微宏的企业在全国五个地方会有存在,包括在中国,中国是我们最大的地方是我们的总部,我们这个上面写的总部是在美国,因为我们母公司在美国,那在美国我们的整个人数不是很多主体还是在中国,我们总部的人数是3000人左右,其中大概有不到三分之一人是做研发的,我们还是一个研发型的企业,还是一个技术创新型的企业,我们还在这个方向在走,那在新加坡我们有分部,在英国也有。最后想提一下我们在德国我们有我们的中心,这个中心承担的角色是我们小部分系统的研发,包括我们售后的一些工作,同时也包括我们销售的周期都是在德国,在法兰克福。谢谢大家。
  (根据现场速记整理,未经本人审阅)