现在新能源车之所以能得到推广，是它的使用成本明显比汽油车要低。也就是说，初期一次性购置成本高，但是使用起来之后就知道了电动汽车的保养很便宜，电动汽车的电费比油便宜。按照目前的汽油水平，整个车从开始到报废，这期间的成本已经基本接近了，下一步的目标进一步做到购置成本的进一步降低。

本文为NE时代和同科芯能于10月16-17日联合主办的 "2019中日韩下一代新能源汽车电池技术大会"演讲嘉宾的现场实录。

演讲人：北汽新能源电池工程部总师 阎永恒

演讲主题：下一代高性能电动车的开发与挑战

我来自北汽新能源，我们是用电池的，今天我想从车的角度跟大家交流一下电池用户对电池有些什么样的需求。跟新能源车接触过的都知道，我们这几年一直是做的比较大的。连续6年，我们在国内纯电动车这块销量最大。从去年开始，我们销量都是有着十万以上这个级别的。

我们的车主要是乘用车，是从A00级一直到B级车，车的级别覆盖得比较大，目前主要是轿车和SUV，下一步MPV这些车也都在开发中。北京牌，ARCFOX是我们和麦格纳合资企业的品牌。新能源汽车这块，北汽新能源本身的研发力量大概1300人，整个研发的投入可能在公司的财务年报上看显得比例很低，实际研发投入非常大。现在基本上能达到营收8%左右了，这几年在技术研发上投入之后，取得的一些成果也比较明显，专利的申请量这几年都是大幅度地提高。

在世界各地还有一些技术中心，借助于国外的力量，包括国外前端研发的能力，提升我们自己的研发水平。目前从能耗来看，这两年能耗指标一直是国内比较好的。今年7月份，我们总部北汽蓝谷有一个新能源汽车试验中心建成，这是目前国内最大的。新能源整车测试，在我们实验室里都能进行。其中有部分实验室是和戴姆勒奔驰合资建的。国家在新能源汽车方面有一个创新中心，这个中心设在北京，也是由北汽牵头组建的。

作为新能源汽车早期的参与者，我们在新能源产业生态上，这么多年一直在努力，现在基本上构成了这么几个生态圈。一个是整车核心零部件研发，包括供应。其次，外围的一圈是生产，我们有一个口号叫“轻资产”。也就是说，我们充分利用北汽集团现有的生产基地和生产能力，把它通过改造，适应传统车和新能源车的共线生产，使我们的产品更新换代、产品上市时间和产品的生产成本都可以得到一个很好地控制。我们专门为了新能源建设的基地只有一个是青岛基地，其他包括将来生产ARCFOX的基地也是利用传统车基地改造而成的，其他大批生产集中在株洲、广州，这些是和传统车共线的。除了这些以外，生态圈还有些属于前端和后端的，像京东、天猫，这些属于网络售车；滴滴出行、首汽出租车，这些都是属于网约车领域的合作伙伴。像国家电网、万邦，这些都在充电领域的合作伙伴；电巴属于换电车型的合作伙伴。

新能源车要想发展，光靠车企一家单打独斗是不可能的，将来汽车的价值链里面，生产车这块可能价值不像传统车一样占大头，整个价值链要向上和向下游迁移。作为一个车企来讲，不能把自己融入到大生态圈里面，路会越走越窄。

从设计车的角度，我们来看一下，电动车和传统车有些不同，这些不同中和电池相关的特性我们挑了出来。这里面安全性不用说了，传统车里面不存在电池安全性这个选项，这也是我们开发下一代电池，包括固态电池的初衷，这个来源于车企的迫切需求。续驶里程，转化成电池，是对电池能量密度的需求。这个能量密度现在普遍都谈的是重量能量密度。这个可能对材料，对电芯来讲作为横向比较的评价是比较合适的，但是从车的设计角度来讲，体积能量密度是很关键的指标。影响汽车续驶里程的因素有很多，但是核心是说装多少电，比能量越高，装的电越多，里程越长。但是目前国内看到的，包括准备上市的车，最多也就做到600~700公里，再多能做吗？能做，为什么做不了？不是说电池重一些拉不动，而是说没有地方装电池了。体积能量密度对整车续驶里程的影响显而易见。

其次是能量补充，这个转化成电池来讲，电池是不是具备快充能力，电池的充电能力在各种温度环境下有没有问题，这和用户的使用体验直接相关。如果说这个车能够像加汽油一样，很快地把电补充足了，你想象一下，续驶里程是不是还要求那么长？这个不用了，就没有里程焦虑了。冬季能否在低温下很快把车充上电，这也是用户体验。高速跑完之后，到服务站了，能否快速补充电，让其再跑300公里？这是用户非常关注的。我们希望电池的快充能力越强越好，目前液态电池水平基本上1.6C左右，下一代基本上奔着3C~4C，对电池的要求很高。

快充和电池提升能量密度方面相矛盾。从车的角度讲，一个要考虑电池现在的水平，另外车上也要有一些其他的技术措施。低温充电低电流不行，怎么办？车上充电之前先预热。如果说还想要高能量密度，还想要快速补充能量，电池做不到怎么办？搞一个换电的。把整个电池包换下来，几十秒，一两分钟，换好之后开了就走，这是从商业模式和运营模式上来解决这个问题。北汽在换电市场这块在国内做得最成功，将近上万台运营，现在最远的超过70万公里，换电站全国布局了100多座，下一步北京所有出租车都要换成换电式的。

电池能力不够的时候，车厂通过其他的一些技术来弥补这个。环境适应性更不用说了，从北边到哈尔滨，南边到海南岛，在这么广阔的区域中，气温千差万别，车应该是卖到哪一个地方都能开，汽油车能这样，新能源车作为车不能只局限于一地。我们需要电池在宽的温度范围内，都能具备正常的功能。可能有些做材料的嘉宾觉得这个不可能，实际上这个也不是绝对的。车上有一些帮助你的措施，有主动的加热和冷却，把电池始终处在你最舒适的温度下工作，保证你的循环寿命。之所以提出让你们能在尽量宽的温度范围内工作，是因为电池特性越好，为了维护最佳温度下工作，车上需要提供的能量越少，夏天冷却功率可以降低，冬天的时候加热功率可以降低，因为这两种能源很大一部分都是车载的，也就是说，用的电也都是从电池包里出来的。

其次是动力性能，能大功率放电，表现就更优异。传统车一种车里都有高配低配，除了舒适型配置以外，动力性也有差别，1.2T和2.0T的动力肯定不一样。在电动汽车上也有这个差别，只不过有可能电机的功率不一样，有可能电机一样，但最佳的功率区间调整了一下，但是基本上是电池的续驶里程是不一样的。整个包的电压不会差太多，也就是说大包和小包主要差在容量上。如果还想保证小包的电池，比如20多到30千瓦时的，跟60~80千瓦时的电池包比起来，同样要求动力性能接近的时候，输出的电流也要有明显的提升。

可靠性，这是很重要的指标。大家买车都会查权威机构对车的排行榜，无论大毛病小毛病，只要曝露了一个毛病，可靠性就丢了分。可靠性跟电池相关的主要就是电池的一致性，一个包里面分电芯不同大小，最小的有几千支，最大的也要一百多支，只要有一个电芯出问题了，要么整个车的驾驶性能受到限制，要么车就不能开了。所以，一台车能做好，不一定能代表十台车能做好，十台车不能说明一千台车能做好，一千台和十万台又不是一个级别。到车厂提量产跟电池工厂里面开中试线的量产，这个概念有些不一样，对一致性的要求与3C产品比完全不是一个概念。

其他的操控性能、EMC、NVH，这些和电池有些指标都是相关的。电池做得越轻，整车重量下来了，操控性更好一些。EMC和电路设计这些相关性更大一些，其他的使用成本不用多说了。现在新能源车之所以能得到推广，是它的使用成本明显比汽油车要低。也就是说，初期一次性购置成本高，但是使用起来之后就知道了电动汽车的保养很便宜，电动汽车的电费比油便宜。按照目前的汽油水平，整个车从开始到报废，这期间的成本已经基本接近了，下一步的目标进一步做到购置成本的进一步降低。

这是车企对电池的迫切要求，也是几个特性，类似个变相的雷达图。安全不用说，有比较复杂的因素和社会影响。里程这块目前400~500公里是主流，下一步可能要奔着600~700公里，市场确实有这个需求，但是这个市场需求会不会有调整？有可能将来是高中低续驶里程的车共存。快速充电或者换电，这个需求始终不变，十分钟内补充电，这是客户提出的。低温性能不用说，谁也不想在冬天开不了车。

电池开发时，要把整车的需求转化成对PACK这个零部件的需求，还要把这些部件需求进一步分解到对电芯的需求。如图，真正要交到电芯厂的时候，很厚的一本，据说宝马提供的是几百页、上千页的SOR。

整车的开发基本上跟传统汽车零部件一样，是个V字型的开发流程，可能和电池厂有些区别，但是整车零部件基本上是这个。所以开发周期非常长，一般来讲，全新的至少是24个月，压缩到18个月已经很不错了，其中有些是借用原有的经验少做一些验证。

续驶里程和安全性，目前是车上最急需的两个需要提高的特性。其次是成本，现在整车里面电池的成本占了40%~60%。对传统车的零部件而言，车厂要求你每年降低成本的比例是10%~15%左右，各家不一样。电池能不能今年比明年成本降低10%？，这是电池厂跟车厂合作时要面临的压力，这是逃不了的。

我们关心下一代电池，不管下一代是不是完整的、全新的一代，还是半代，我们只是关心和现在相比有没有进步。我们也不管是全固态电池还是半固态，你是采用什么氧化物还是硫化物，我们只看性能和成本，这也很直接。

国内做固态电池的企业和单位，我们都保持着密切的联系。我们做好了充分准备，只要电池能达到一定的水平之后，我们完全可以装车测试，对车厂来讲装个车不算事儿。包括现在手里拿的样品，我们都充分测试，没测试到PACK级别的，但是电芯级别的我们完全测试。我们对不同温度不同倍率充电放电这些指标都测试完了，循环寿命、脉冲功率等还在测试中。

固态锂电池基础研究上还面临很多问题，这些问题离我们整车厂太远了，这些是材料科学家的事。工程化层面有一部分是车厂需要介入的，具体是生产制程是否受控。量产应用层面车厂介入更多一些，和产品质量控制能力密切相关的。整车应用层面，电池成熟到一定程度，整车方就要跟着做大量的测试，为适应电池特性，把所有控制程序重新更新。

我估计全固态电池2030年能达到使实用化就算不错了，但是车现在就得卖，这个期间，我们觉得肯定是半固态的先开始应用。混合固液的电池，只要比现有电池在其他指标不降低的情况下，有一项指标有进步就可以用，就可以实现产业化，前提是成本要达到可接受的水平。希望车企和电池企业、原材料企业，包括设备供应商，整个产业链同心协力，把这个进度尽量往前推。谢谢！

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